UL 1741 SA标准概述
UL 1741 SA《分布式能源逆变器和控制器标准 – 电网支持功能》（Supplement A）是美国UL 1741标准的补充部分，由Underwriters Laboratories制定，适用于光伏逆变器和储能功率转换系统（PCS）接入低压（≤600V AC或≤1500V DC）电网。该标准扩展了UL 1741的常规要求，聚焦高级并网功能（如电压调节、频率支持），确保设备支持北美电网稳定性，常与NEC 690（光伏系统）、NEC 705（互连系统）和IEEE 1547结合使用，广泛应用于住宅、商业和工业光伏及储能系统。
标准适用范围
| 适用对象 | 描述 |
|---|---|
| 光伏逆变器 | 单相/三相并网逆变器 |
| 储能逆变器 | 储能PCS、双向逆变器 |
| 电压等级 | ≤600V AC，≤1500V DC |
| 应用场景 | 分布式光伏、储能电站、光储结合、微电网 |
UL 1741 SA技术要求
1. 并网性能要求
确保逆变器支持电网稳定性：
- 电压调节：支持电压跟随（Volt-Var）和固定功率因数模式，±5%标称电压。
- 频率调节：支持频率-功率（Freq-Watt），60Hz±0.5Hz范围内动态调整。
- 低/高电压穿越（L/HVRT）：电压降至50%或升至120%时保持连接。
- 动态电网支持：响应时间≤1s，支持电网调度指令。
- 功率控制：有功/无功功率调节，功率因数0.9滞后至0.9超前。
2. 电能质量要求
保证电网电能质量：
- 谐波失真：总谐波失真（THD）≤5%（额定功率下）。
- 电压波动：≤±3%标称电压。
- 直流注入：≤0.5%额定电流。
- 电压不平衡：三相不平衡度≤3%。
3. 保护功能要求
保护设备和电网安全：
- 反孤岛保护：检测孤岛后2秒内断开。
- 过压/欠压保护：电压超出±10%时动作，响应时间≤0.16s。
- 过频/欠频保护：频率超出59.3-60.5Hz时断开。
- 快速关断：符合NEC 690.12，断电后电压降至≤30V（30秒内）。
4. 通信与控制要求
支持智能电网交互：
- 通信协议：支持IEEE 2030.5、Modbus或DNP3。
- 远程控制：响应功率限制和断开命令，响应时间≤10s。
- 数据记录：存储事件日志至少30天。
UL 1741 SA测试流程
遵循UL 1741 SA的规范测试流程：
- 文件审查与样品准备：评估逆变器设计规格和完整性。
- 并网性能测试：验证电压调节、频率调节、低/高电压穿越。
- 电能质量测试：测量谐波、电压波动、直流注入。
- 保护功能测试：测试反孤岛、过压/欠压、快速关断。
- 通信与控制测试：检查协议兼容性和远程控制功能。
- 报告交付：出具UL认证或CNAS/CMA认证的测试报告。
UL 1741 SA应用场景
| 应用场景 | 描述 | 关键要求 |
|---|---|---|
| 分布式光伏 | 住宅、商业屋顶光伏并网 | 电压调节、反孤岛保护 |
| 储能系统 | 储能PCS并网，提供峰谷套利或备用电源 | 频率调节、通信协议 |
| 光储结合系统 | 光伏与储能协同运行，优化电网负载 | 低/高电压穿越、功率控制 |
| 微电网应用 | 支持孤岛运行和并网模式，确保供电可靠性 | 动态电网支持、数据记录 |
| 工商业发电 | 工业园区光伏储能并网系统，降低用电成本 | 谐波失真、快速关断 |
关键测试项目详解
并网性能测试
| 测试项目 | 测试条件 | 判定标准 |
|---|---|---|
| 电压调节 | Volt-Var模式 | ±5%标称电压，响应≤1s |
| 频率调节 | Freq-Watt模式 | 60Hz±0.5Hz，响应≤1s |
| 低/高电压穿越 | 电压50%-120%标称值 | 保持连接，无异常断开 |
电能质量测试
| 测试项目 | 测试条件 | 判定标准 |
|---|---|---|
| 谐波失真 | 额定功率运行 | THD≤5% |
| 直流注入 | 全功率运行 | ≤0.5%额定电流 |
| 电压波动 | 负载变化±10% | ≤±3%标称电压 |
保护功能测试
| 测试项目 | 测试条件 | 判定标准 |
|---|---|---|
| 反孤岛保护 | 模拟电网断开 | 2秒内断开 |
| 过压/欠压 | 电压超出±10% | 动作时间≤0.16s |
| 快速关断 | 断电模拟 | 电压≤30V（30秒内） |
通信与控制测试
| 测试项目 | 测试条件 | 判定标准 |
|---|---|---|
| 远程控制 | 模拟电网命令 | 响应≤10s |
| 通信协议 | IEEE 2030.5/Modbus/DNP3 | 数据传输无误 |
| 事件日志 | 模拟故障事件 | 存储≥30天 |
相关标准对比
| 标准 | 适用产品 | 主要内容 | 与UL 1741 SA关系 |
|---|---|---|---|
| UL 1741 SA | 高级逆变器 | 电网支持功能 | 基础标准 |
| UL 1741 | 分布式能源 | 逆变器安全与并网 | 基础标准，SA为补充 |
| NEC 690 | 光伏系统 | 光伏电气安装 | 补充安装要求 |
| NEC 705 | 互连系统 | 并网互连规范 | 互补互连要求 |
| IEEE 1547 | 分布式能源 | 互连性能标准 | 补充并网性能规范 |
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