IEC 63409-3:2025

Photovoltaic power generating systems connection with the grid - Testing of power conversion equipment - Part 3: Basic operations

IEC 63409-3:2025 specifies test procedures for confirming the basic operational characteristics of power conversion equipment (PCE) for use in photovoltaic (PV) power systems with or without energy storage. The basic operational characteristics are the capability of the PCE before any limitations due to internal settings are applied to the PCE to meet specific grid support functions or specific behaviours against abnormal changes.
This document covers the testing of the following items:
a) Steady state characteristics
Test procedures to confirm operable range of PCE at steady state condition are described. The operable ranges in apparent power, active power, reactive power, power factor, grid voltage and grid frequency are confirmed according to the test procedures.
b) Transient-response characteristics
Test procedures to confirm PCE’s response against a change of operational condition are described.
This document only considers the changes within normal (continuous) operable ranges. Therefore, the behaviours against abnormal changes and grid support functions are out of the scope and are covered in other parts of this series.

Systèmes de production d’énergie photovoltaïque connectés au réseau - Essais des équipements de conversion de puissance - Partie 3: Opérations de base

L’IEC 63409-3:2025 spécifie les procédures d’essai permettant de confirmer les caractéristiques opérationnelles de base des équipements de conversion de puissance (PCE) destinés à être utilisés dans les systèmes de production d’énergie photovoltaïque (PV) avec ou sans stockage d’énergie. Les caractéristiques opérationnelles de base correspondent aux capacités du PCE avant que des limitations dues à des réglages internes ne lui soient appliquées, pour satisfaire à des fonctions spécifiques de support du réseau électrique ou adopter des comportements spécifiques face à des changements anormaux.
Le présent document couvre les essais des éléments suivants:
a) Caractéristiques en régime permanent
Les procédures d’essai permettant de confirmer la plage de service du PCE en régime permanent font l’objet d’une description. Les plages de service de la puissance apparente, de la puissance active, de la puissance réactive, du facteur de puissance, de la tension et de la fréquence du réseau doivent être confirmées conformément aux procédures d’essai.
b) Caractéristiques en réponse transitoire
Les procédures d’essai permettant de confirmer la réponse du PCE à un changement des conditions de fonctionnement font l’objet d’une description.
Le présent document ne prend en considération que les changements survenant dans les plages de service normales (continues). Par conséquent, les comportements face à des changements anormaux et les fonctions de support du réseau ne relèvent pas du domaine d’application de la présente norme et sont traités dans d’autres parties de cette série de Normes internationales.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 02-Dec-2025
• ICS: 27.160 - Solar energy engineering
• Technical Committee: TC 82 - Solar photovoltaic energy systems
• Drafting Committee: WG 6 - TC 82/WG 6
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 03-Dec-2025
• Completion Date: 28-Nov-2025

Standards Content (Sample)

IEC 63409-3 ®
Edition 1.0 2025-12
INTERNATIONAL
STANDARD
Photovoltaic power generating systems connection with the grid - Testing of
power conversion equipment -
Part 3: Basic operations
ICS 27.160  ISBN 978-2-8327-0818-7

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CONTENTS
FOREWORD . 5
INTRODUCTION . 7
1 Scope . 8
2 Normative references . 8
3 Terms and definitions . 8
4 General requirements. 11
4.1 General conditions for testing . 11
4.1.1 Sequence of tests . 11
4.1.2 Test equipment conditions . 12
4.1.3 Manufacturer’s stated tolerance . 12
4.1.4 Required setting for EUT (equipment under test) . 12
4.1.5 PCE firmware used during the test . 12
4.1.6 Reporting the test results . 12
4.2 Test setup . 12
4.3 Parameters used in the tests . 13
5 Test procedures . 15
5.1 Steady state characteristics . 15
5.1.1 General. 15
5.1.2 Active power and reactive power . 15
5.1.3 Operable voltage . 16
5.1.4 Reactive power capability for low DC voltage . 18
5.1.5 Operable frequency . 19
5.1.6 Power factor . 20
5.2 Transient-response characteristics . 21
5.2.1 General. 21
5.2.2 Active power control . 21
5.2.3 Reactive power control . 22
5.2.4 Grid voltage variation . 23
5.2.5 Grid voltage phase angle variation . 25
5.2.6 Grid voltage unbalance . 26
5.2.7 Grid frequency variation. 27
Annex A (normative) Summary of test items . 29
Annex B (normative) Format for recording test results . 32
B.1 General . 32
B.2 Steady state characteristics . 32
B.2.1 Active power and reactive power (see 5.1.2) . 32
B.2.2 Operable voltage (see 5.1.3) and reactive power capability for low DC
voltage (see 5.1.4) . 33
B.2.3 Operable frequency (see 5.1.5) . 34
B.2.4 Power factor (see 5.1.6) . 34
B.3 Transient-response characteristics . 35
B.3.1 Active power control (see 5.2.2) . 35
B.3.2 Reactive power control (see 5.2.3) . 36
B.3.3 Grid voltage variation (see 5.2.4) . 37
B.3.4 Grid voltage phase angle variation (see 5.2.5) . 38
B.3.5 Grid voltage unbalance (see 5.2.6) . 39
B.3.6 Grid frequency variation (see 5.2.7) . 40
Annex C (informative) Examples of testing environments . 42
C.1 General . 42
C.2 Recommended specification of power supplies . 44
C.3 Recommended specification of measuring instruments . 45
Annex D (normative) Supplemental information for settling time measurement . 47
Annex E (normative) Sign conventions for measurements of voltage, current and
power . 48
E.1 General . 48
E.2 Reference polarity and direction . 48
E.2.1 Reference polarity of voltage . 48
E.2.2 Reference direction of current . 48
E.2.3 Sign conventions for measurements of voltage, current and power . 49
E.3 Reference frame of active and reactive power . 49
E.4 Physical meanings of the power flows of generators in regional standards . 54
Annex F (normative) Grid voltage unbalance – test condition . 56
F.1 General . 56
F.2 Causes and definitions of unbalanced grid voltage . 56
F.3 Test conditions . 56
Annex G (informative) Phase angle variation of grid voltage – alternative test setup . 57
G.1 General . 57
G.2 Alternative test setup and test procedure . 57
Annex H (informative) Fundamental principle of reactive power reduction with lower
DC voltage. 58
H.1 General . 58
H.2 Controllability limit . 58
Annex I (informative) Grid support functions covered in IEC 63409 series . 62
Annex J (informative) Influence of MPPT control and PV simulator to the test results . 63
J.1 General . 63
J.2 DC power supply and MPPT control of PCE . 63
J.2.1 DC power supply. 63
J.2.2 MPPT control. 63
J.3 Influence of the PV simulator . 63
Bibliography . 66

Figure 1 – Scopes of IEC 63409 series . 7
Figure 2 – Example of step response . 11
Figure 3 – Example of a test setup . 13
Figure 4 – Example operational parameters in P-Q capability curve of PCE in Producer
Reference Frame (PRF) . 15
Figure 5 – Example of settling time measurement for grid voltage variation test . 25
Figure 6 – Example of settling time measurement for grid frequency variation. 28
Figure B.1 – P-Q capability curve showing active power and reactive power test results
and power factor test results (example) . 33
Figure B.2 – Active power control test waveform example when active power setpoint
was changed from 100 % . 36
Figure B.3 – Reactive power control test waveform example when reactive power
setpoint was changed from 52,7 % to 0 % . 37
Figure B.4 – Grid voltage variation test waveform example when AC voltage was
changed from 100 % to 110 % . 38
Figure B.5 – Phase angle of grid voltage change test waveform example (10-degree
step change was applied to AC voltages for illustrative purpose) . 39
Figure B.6 – Grid voltage unbalance test waveform example when negative sequence
voltage was applied to AC voltages . 40
Figure B.7 – Grid frequency variation test waveform example when AC frequency was
changed from 50 Hz to 50,5 Hz . 41
Figure C.1 – Example of a testing environment . 42
Figure D.1 – Example of settling time measurement for grid voltage variation in case
the settled power is different from the original steady state . 47
Figure E.1 – Reference polarity of voltage. 48
Figure E.2 – Reference polarity of current . 48
Figure E.3 – Reference polarity and direction for the measurements for DER . 49
Figure E.4 – Reference polarity and direction for the measurements for load . 49
Figure E.5 – Rotating vector voltage and current for load . 50
Figure E.6
...

IEC 63409-3 ®
Edition 1.0 2025-12
NORME
INTERNATIONALE
Systèmes de production d’énergie photovoltaïque connectés au réseau - Essais
des équipements de conversion de puissance -
Partie 3: Opérations de base
ICS 27.160  ISBN 978-2-8327-0818-7

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SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 5
INTRODUCTION . 7
1 Domaine d’application . 9
2 Références normatives . 9
3 Termes et définitions. 9
4 Prescriptions générales . 12
4.1 Conditions générales d’essai . 12
4.1.1 Séquence d’essais . 12
4.1.2 Conditions du matériel d’essai . 13
4.1.3 Tolérance déclarée par le fabricant . 13
4.1.4 Réglage requis pour l’EUT (équipement soumis à essai) . 13
4.1.5 Micrologiciel de PCE utilisé pendant l’essai . 13
4.1.6 Présentation des résultats d’essai . 13
4.2 Montage d’essai . 13
4.3 Paramètres utilisés pour les essais. 14
5 Procédures d’essai . 16
5.1 Caractéristiques en régime permanent . 16
5.1.1 Généralités . 16
5.1.2 Puissance active et puissance réactive . 16
5.1.3 Tension de service . 17
5.1.4 Capacité de puissance réactive pour une faible tension continue . 19
5.1.5 Fréquence de service . 20
5.1.6 Facteur de puissance . 22
5.2 Caractéristiques en réponse transitoire . 23
5.2.1 Généralités . 23
5.2.2 Contrôle de puissance active . 23
5.2.3 Contrôle de puissance réactive. 24
5.2.4 Variation de la tension du réseau. 25
5.2.5 Variation de l’angle de phase de la tension du réseau . 27
5.2.6 Déséquilibre de la tension du réseau . 27
5.2.7 Variation de la fréquence du réseau . 28
Annexe A (normative) Résumé des éléments d’essai. 31
Annexe B (normative) Format d’enregistrement des résultats d’essai . 34
B.1 Généralités . 34
B.2 Caractéristiques en régime permanent . 34
B.2.1 Puissance active et puissance réactive (voir 5.1.2) . 34
B.2.2 Tension de service (voir 5.1.3) et capacité de puissance réactive pour
une faible tension continue (voir 5.1.4) . 35
B.2.3 Fréquence de service (voir 5.1.5) . 36
B.2.4 Facteur de puissance (voir 5.1.6). 36
B.3 Caractéristiques en réponse transitoire . 37
B.3.1 Contrôle de puissance active (voir 5.2.2) . 37
B.3.2 Contrôle de puissance réactive (voir 5.2.3) . 38
B.3.3 Variation de la tension du réseau (voir 5.2.4) . 39
B.3.4 Variation de l’angle de phase de la tension du réseau (voir 5.2.5) . 40
B.3.5 Déséquilibre de tension du réseau (voir 5.2.6) . 41
B.3.6 Variation de fréquence du réseau (voir 5.2.7). 42
Annexe C (informative) Exemples d’environnements d’essai . 44
C.1 Généralités . 44
C.2 Spécifications recommandées pour les alimentations électriques . 46
C.3 Spécifications recommandées pour les instruments de mesure . 47
Annexe D (normative) Informations complémentaires pour le mesurage de la durée
d’établissement . 49
Annexe E (normative) Conventions de signes pour les mesurages de tension, de
courant et de puissance . 50
E.1 Généralités . 50
E.2 Polarité et direction de référence . 50
E.2.1 Polarité de référence de la tension . 50
E.2.2 Direction de référence du courant . 50
E.2.3 Conventions de signes pour les mesurages de tension, de courant et de
puissance . 51
E.3 Cadre de référence de la puissance active et réactive . 51
E.4 Significations physiques des flux de puissance des générateurs dans les
normes régionales . 56
Annexe F (normative) Déséquilibre de la tension du réseau – conditions d’essai . 58
F.1 Généralités . 58
F.2 Causes et définitions du déséquilibre de la tension du réseau . 58
F.3 Conditions d’essai . 58
Annexe G (informative) Variation de l’angle de phase de la tension du réseau –
montage d’essai alternatif . 59
G.1 Généralités . 59
G.2 Montage d’essai alternatif et procédure d’essai. 59
Annexe H (informative) Principe fondamental de réduction de la puissance réactive
avec une tension continue plus basse. 61
H.1 Généralités . 61
H.2 Limite de contrôlabilité . 61
Annexe I (informative) Fonctions de support du réseau couvertes par la série
IEC 63409 . 65
Annexe J (informative) Influence de la commande du MPPT et du simulateur PV sur
les résultats d’essai . 66
J.1 Généralités . 66
J.2 Alimentation en courant continu et commande du MPPT du PCE . 66
J.2.1 Alimentation en courant continu . 66
J.2.2 Contrôle MPPT (terre) . 66
J.3 Influence du simulateur PV . 66
Bibliographie . 69

Figure 1 – Domaines d’application de la série IEC 63409 . 8
Figure 2 – Exemple de réponse d’échelon . 12
Figure 3 – Exemple d’un montage d’essai . 14
Figure 4 – Exemple de paramètres opérationnels dans la courbe de capacité P-Q du
PCE dans le référentiel producteur (PRF) . 16
Figure 5 – Exemple de mesurage de la durée d’établissement pour l’essai de variation
de la tension du réseau . 26
Figure 6 – Exemple de mesurage de la durée d’établissement pour la variation de la
fréquence du réseau . 30
Figure B.1 – Courbe de capacité P-Q présentant les résultats de l’essai de puissance
active et réactive et les résultats de l’essai de facteur de puissance (exemple) . 35
Figure B.2 – Exemple de forme d’onde d’essai de contrôle de la puissance active
lorsque le point de consigne de puissance active a été modifié à partir de 100 % . 38
Figure B.3 – Exemple de forme d’onde d’essai de contrôle de la puissance réactive
lorsque le point de consigne de puissance réactive a été modifié de 52,7 % à 0 % . 39
Figure B.4 – Exemple de forme d’onde d’essai de variation de la tension du réseau
lorsque la tension alternative a été modifiée de 100 % à 110 %. 40
Figure B.5 – Exemple de forme d’onde d’essai de variation de l’angle de phase de la
tension du réseau (une variation par échelons de 10 degrés a été appliquée aux
tensions alternatives à titre illustratif) . 41
Figure B.6 – Exemple de forme d’onde d’essai de déséquilibre de tension du réseau
lorsqu’une tension de séquence négative a été appliquée aux tensions alternatives . 42
Figure B.7 – Exemple de forme d’onde d’essai de variation de la fréquence du réseau
lorsque la fréquence en courant alternatif a été modifiée de 50 Hz à 50,5 Hz. 43
Figure C.1 – Exemple d’environnement d’essai. 44
Figure D.1 –
...

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CONTENTS
FOREWORD . 5
INTRODUCTION . 7
1 Scope . 8
2 Normative references . 8
3 Terms and definitions . 8
4 General requirements. 11
4.1 General conditions for testing . 11
4.1.1 Sequence of tests . 11
4.1.2 Test equipment conditions . 12
4.1.3 Manufacturer’s stated tolerance . 12
4.1.4 Required setting for EUT (equipment under test) . 12
4.1.5 PCE firmware used during the test . 12
4.1.6 Reporting the test results . 12
4.2 Test setup . 12
4.3 Parameters used in the tests . 13
5 Test procedures . 15
5.1 Steady state characteristics . 15
5.1.1 General. 15
5.1.2 Active power and reactive power . 15
5.1.3 Operable voltage . 16
5.1.4 Reactive power capability for low DC voltage . 18
5.1.5 Operable frequency . 19
5.1.6 Power factor . 20
5.2 Transient-response characteristics . 21
5.2.1 General. 21
5.2.2 Active power control . 21
5.2.3 Reactive power control . 22
5.2.4 Grid voltage variation . 23
5.2.5 Grid voltage phase angle variation . 25
5.2.6 Grid voltage unbalance . 26
5.2.7 Grid frequency variation. 27
Annex A (normative) Summary of test items . 29
Annex B (normative) Format for recording test results . 32
B.1 General . 32
B.2 Steady state characteristics . 32
B.2.1 Active power and reactive power (see 5.1.2) . 32
B.2.2 Operable voltage (see 5.1.3) and reactive power capability for low DC
voltage (see 5.1.4) . 33
B.2.3 Operable frequency (see 5.1.5) . 34
B.2.4 Power factor (see 5.1.6) . 34
B.3 Transient-response characteristics . 35
B.3.1 Active power control (see 5.2.2) . 35
B.3.2 Reactive power control (see 5.2.3) . 36
B.3.3 Grid voltage variation (see 5.2.4) . 37
B.3.4 Grid voltage phase angle variation (see 5.2.5) . 38
B.3.5 Grid voltage unbalance (see 5.2.6) . 39
B.3.6 Grid frequency variation (see 5.2.7) . 40
Annex C (informative) Examples of testing environments . 42
C.1 General . 42
C.2 Recommended specification of power supplies . 44
C.3 Recommended specification of measuring instruments . 45
Annex D (normative) Supplemental information for settling time measurement . 47
Annex E (normative) Sign conventions for measurements of voltage, current and
power . 48
E.1 General . 48
E.2 Reference polarity and direction . 48
E.2.1 Reference polarity of voltage . 48
E.2.2 Reference direction of current . 48
E.2.3 Sign conventions for measurements of voltage, current and power . 49
E.3 Reference frame of active and reactive power . 49
E.4 Physical meanings of the power flows of generators in regional standards . 54
Annex F (normative) Grid voltage unbalance – test condition . 56
F.1 General . 56
F.2 Causes and definitions of unbalanced grid voltage . 56
F.3 Test conditions . 56
Annex G (informative) Phase angle variation of grid voltage – alternative test setup . 57
G.1 General . 57
G.2 Alternative test setup and test procedure . 57
Annex H (informative) Fundamental principle of reactive power reduction with lower
DC voltage. 58
H.1 General . 58
H.2 Controllability limit . 58
Annex I (informative) Grid support functions covered in IEC 63409 series . 62
Annex J (informative) Influence of MPPT control and PV simulator to the test results . 63
J.1 General . 63
J.2 DC power supply and MPPT control of PCE . 63
J.2.1 DC power supply. 63
J.2.2 MPPT control. 63
J.3 Influence of the PV simulator . 63
Bibliography . 66

Figure 1 – Scopes of IEC 63409 series . 7
Figure 2 – Example of step response . 11
Figure 3 – Example of a test setup . 13
Figure 4 – Example operational parameters in P-Q capability curve of PCE in Producer
Reference Frame (PRF) .
...