太陽(yáng)能光伏逆變器

光伏逆變器在光伏電站建造本錢(qián)的5%--8%，卻在整個(gè)體系中扮演著(zhù)中樞體系的人物，所以又被許多人稱(chēng)作是光伏體系的“關(guān)鍵先生”。一個(gè)小小的逆變器的好壞，直接影響了整個(gè)發(fā)電體系的優(yōu)劣性。逆變器的中心參數及安穩性直接決議光伏電站的安穩運轉，可是我們普通用戶(hù)在收購和選用逆變器時(shí)，常常被那些說(shuō)明書(shū)里專(zhuān)業(yè)的名詞搞的丈二和尚摸不著(zhù)頭腦，帶來(lái)了不少的困擾。今日，小盒子就整理了網(wǎng)上的一些相關(guān)的資料，希望對大家了解逆變器知識有所幫助。

一、光伏逆變器工作原理

逆變設備的中心，是逆變開(kāi)關(guān)電路，簡(jiǎn)稱(chēng)為逆變電路。該電路通過(guò)電力電子開(kāi)關(guān)的導通與關(guān)斷，來(lái)完結逆變的功用。

二、光伏逆變器特點(diǎn)

1)要求具有較高的功率

因為現在太陽(yáng)能電池的價(jià)格偏高，為了最大極限的運用太陽(yáng)能電池，進(jìn)步體系功率，有必要設法進(jìn)步逆變器的功率。

2)要求具有較高的牢靠性

現在光伏電站體系首要用于邊遠地區，許多電站無(wú)人值守和維護，這就要求逆變器有合理的電路結構，嚴厲的元器材挑選，并要求逆變器具 備各種維護功用，如：輸入直流極性接反維護、溝通輸出短路維護、過(guò)熱、過(guò)載維護等。

3)要求輸入電壓有較寬的習慣規模

因為太陽(yáng)能電池的端電壓隨負載和日照強度改變而改變。特別是當蓄電池老化時(shí)其端電壓的改變規模很大，如12V的蓄電池，其端電壓可能在 10V~16V之間改變，這就要求逆變器在較大的直流輸入電壓規模內確保正常作業(yè)。

三、光伏逆變器分類(lèi)

有關(guān)逆變器分類(lèi)的辦法許多，例如：依據逆變器輸出溝通電壓的相數，可分為單相逆變器和三相逆變器;依據逆變器運用的半導體器材類(lèi)型不同，又可分為晶體管逆變器、晶閘管逆變器及可關(guān)斷晶閘管逆變器等。依據逆變器線(xiàn)路原理的不同，還可分為自激振蕩型逆變器、階梯波疊加型逆變器和脈寬調制型逆變器等。依據運用在并網(wǎng)體系仍是離網(wǎng)體系中又可以分為并網(wǎng)逆變器和離網(wǎng)逆變器。為了便于光電用戶(hù)選用逆變器，這兒僅以逆變器適用場(chǎng)合的不同進(jìn)行分類(lèi)。

1）集中型逆變器

集中逆變技能是若干個(gè)并行的光伏組串被連到同一臺會(huì )集逆變器的直流輸入端，一般功率大的運用三相的IGBT功率模塊，功率較小的運用場(chǎng)效應晶體管，一起運用DSP變換操控器來(lái)改進(jìn)所產(chǎn)出電能的質(zhì)量，使它十分挨近于正弦波電流，一般用于大型光伏發(fā)電站(>10kW)的體系中。最大特色是體系的功率高，本錢(qián)低，但因為不同光伏組串的輸出電壓、電流往往不完全匹配(特別是光伏組串因多云、樹(shù)蔭、污漬等原因被部分遮擋時(shí))，選用會(huì )集逆變的辦法會(huì )導致逆變進(jìn)程的功率下降和電戶(hù)能的下降。一起整個(gè)光伏體系的發(fā)電牢靠性受某一光伏單元組作業(yè)情況不良的影響。最新的研討方向是運用空間矢量的調制操控以及開(kāi)發(fā)新的逆變器的拓撲銜接，以獲得部分負載情況下的高功率。

2）組串型逆變器

組串逆變器是根據模塊化概念基礎上的，每個(gè)光伏組串(1-5kw)通過(guò)一個(gè)逆變器，在直流端具有最大功率峰值盯梢，在溝通端并聯(lián)并網(wǎng)，已成為現在世界市場(chǎng)上最盛行的逆變器。

許多大型光伏電廠(chǎng)運用組串逆變器。長(cháng)處是不受組串間模塊差異和遮影的影響，一起減少了光伏組件最佳作業(yè)點(diǎn)與逆變器不匹配的情況，然后添加了發(fā)電量。技能上的這些優(yōu)勢不只下降了體系本錢(qián)，也添加了體系的牢靠性。一起，在組串間引人"主-從"的概念，使得體系在單串電能不能使單個(gè)逆變器作業(yè)的情況下，將幾組光伏組串聯(lián)絡(luò )在一起，讓其間一個(gè)或幾個(gè)作業(yè)，然后產(chǎn)出更多的電能。

最新的概念為幾個(gè)逆變器彼此組成一個(gè)"團隊"來(lái)代替"主-從"的概念，使得體系的牢靠性又進(jìn)了一步?，F在，無(wú)變壓器式組串逆變器已占了主導地位。

3）微型逆變器

在傳統的PV體系中，每一路組串型逆變器的直流輸入端，會(huì )由10塊左右光伏電池板串聯(lián)接入。當10塊串聯(lián)的電池板中，若有一塊不能杰出作業(yè)，則這一串都會(huì )受到影響。若逆變器多路輸入運用同一個(gè)MPPT，那么各路輸入也都會(huì )受到影響，大幅下降發(fā)電功率。在實(shí)踐運用中，云彩，樹(shù)木，煙囪，動(dòng)物，塵埃，冰雪等各種遮擋要素都會(huì )引起上述要素，情況十分遍及。而在微型逆變器的PV體系中，每一塊電池板別離接入一臺微型逆變器，當電池 板中有一塊不能杰出作業(yè)，則只需這一塊都會(huì )受到影響。其他光伏板都將在最佳作業(yè)情況運轉，使得體系整體功率更高，發(fā)電量更大。在實(shí)踐運用中，若組串型逆變器呈現毛病，則會(huì )引起幾千瓦的電池板不能發(fā)揮作用，而微型逆變器毛病形成的影響相當之小。

4）功率優(yōu)化器

太陽(yáng)能發(fā)電體系加裝功率優(yōu)化器(OptimizEr)可大幅進(jìn)步變換功率，并將逆變器(Inverter)功用化繁為簡(jiǎn)下降 本錢(qián)。為完結智慧型太陽(yáng)能發(fā)電體系，設備功率優(yōu)化器可的確讓每一個(gè)太陽(yáng)能電池發(fā)揮最佳效能，并隨時(shí)監控電池耗費情況。功率優(yōu)化器是介于發(fā)電體系與逆變器之間的設備，首要任務(wù)是代替逆變器原本的最佳功率點(diǎn)追尋功用。功率優(yōu)化器藉由將線(xiàn)路簡(jiǎn)化以及單一太陽(yáng)能電池即對應一個(gè)功率優(yōu)化器等辦法，以類(lèi)比式進(jìn)行極為快速的最佳功率點(diǎn)追尋掃描，進(jìn)而讓每一個(gè)太陽(yáng)能電池皆可的確到達最佳功率點(diǎn)追尋，除此之外，還能藉置入通訊晶片隨 時(shí)隨地監控電池情況，即時(shí)回報問(wèn)題讓相關(guān)人員盡速修理。

四、光伏逆變器的功用

逆變器不只具有直溝通變換功用，還具有最大極限地發(fā)揮太陽(yáng)電池功用的功用和體系毛病維護功用。歸納起來(lái)有主動(dòng)運轉和停機功用、最大功率盯梢操控功用、防獨自運轉功用(并網(wǎng)體系用)、主動(dòng)電壓調整功用(并網(wǎng)體系用)、直流檢測功用(并網(wǎng)體系用)、直流接地檢測功用(并網(wǎng)體系用)。這兒簡(jiǎn)略介紹主動(dòng)運轉和停機功用及最大功率盯梢操控功用。

1)主動(dòng)運轉和停機功用

早晨日出后，太陽(yáng)輻射強度逐步增強，太陽(yáng)電池的輸出也隨之增大，當到達逆變器作業(yè)所需的輸出功率后，逆變器即主動(dòng)開(kāi)端運轉。進(jìn)入運轉后，逆變器便時(shí)時(shí)刻刻監督太陽(yáng)電池組件的輸出，只需太陽(yáng)電池組件的輸出功率大于逆變器作業(yè)所需的輸出功率，逆變器就繼續運轉;直到日落停機，即便陰雨天逆變器也能運轉。當太陽(yáng)電池組件輸出變小，逆變器輸出挨近0時(shí)，逆變器便形成待機情況。

2)最大功率跟蹤控制功能

太陽(yáng)電池組件的輸出是隨太陽(yáng)輻射強度和太陽(yáng)電池組件本身溫度(芯片溫度)而改變的。別的因為太陽(yáng)電池組件具有電壓隨電流增大而下降的特性，因而存在能獲取最大功率的最佳作業(yè)點(diǎn)。太陽(yáng)輻射強度是改變著(zhù)的，明顯最佳作業(yè)點(diǎn)也是在改變的。相關(guān)于這些改變，一直讓太陽(yáng)電池組件的作業(yè)點(diǎn)處于最大功率點(diǎn)，體系一直從太陽(yáng)電池組件獲取最大功率輸出，這種操控就是最大功率盯梢操控。太陽(yáng)能發(fā)電體系用的逆變器的最大特色就是包括了最大功率點(diǎn)盯梢(MPPT)這一功用。

五、光伏逆變器的首要技能指標

1）輸出電壓的安穩度

在光伏體系中，太陽(yáng)電池宣布的電能先由蓄電池儲存起來(lái)，然后通過(guò)逆變器逆變成220V或380V的溝通電?？墒切铍姵厥鼙旧沓浞烹姷挠绊?，其輸出電壓的改變規模較大，如標稱(chēng)12V的蓄電池，其電壓值可在10.8～14.4V之間改變(超出這個(gè)規?？赡軐π铍姵匦纬蓳p壞)。關(guān)于一個(gè)合格的逆變器，輸入端電壓在這個(gè)規模內改變時(shí)，其穩態(tài)輸出電壓的改變量應不超越額外值的&Plusmn;5%，一起當負載發(fā)作突變時(shí)，其輸出電壓誤差不該超越額外值的±10%。

2）輸出電壓的波形失真度

對正弦波逆變器，應規則答應的最大波形失真度(或諧波含量)。通常以輸出電壓的總波形失真度表明，其值應不超越5%(單相輸出答應l0%)。因為逆變器輸出的高次諧波電流會(huì )在理性負載上發(fā)生渦流等附加損耗，如果逆變器波形失真度過(guò)大，會(huì )導致負載部件嚴峻發(fā)熱，不利于電氣設備的安全，而且嚴峻影響體系的運轉功率。

3）額外輸出頻率

關(guān)于包括電機之類(lèi)的負載，如洗衣機、電冰箱等，因為其電機最佳頻率作業(yè)點(diǎn)為50Hz，頻率過(guò)高或者過(guò)低都會(huì )形成設備發(fā)熱，下降體系運轉功率和運用壽命，所以逆變器的輸出頻率應是一個(gè)相對安穩的值，通常為工頻50Hz，正常作業(yè)條件下其誤差應在&Plusmn;l%以?xún)取?

4）負載功率因數

表征逆變器帶理性負載或容性負載的才能。正弦波逆變器的負載功率因數為0.7～0.9，額外值為0.9。在負載功率必定的情況下，如果逆變器的功率因數較低，則所需逆變器的容量就要增大，一方面造本錢(qián)錢(qián)添加，一起光伏體系溝通回路的視在功率增大，回路電流增大，損耗必然添加，體系功率也會(huì )下降。

5）逆變器功率

逆變器的功率是指在規則的作業(yè)條件下，其輸出功率與輸入功率之比，以百分數表明，一般情況下，光伏逆變器的標稱(chēng)功率是指純阻負載，80%負載情況下的功率。因為光伏體系整體本錢(qián)較高， 因而應該最大極限地進(jìn)步光伏逆變器的功率，下降體系本錢(qián)，進(jìn)步光伏體系的性?xún)r(jià)比?，F在干流逆變器標稱(chēng)功率在80%～95%之間，對小功率逆變器要求其功率不低于85%。在光伏體系實(shí)踐規劃進(jìn)程中，不但要挑選高功率的逆變器，一起還應通過(guò)體系合理配置，盡量使光伏體系負載作業(yè)在最佳功率點(diǎn)鄰近。

6）額外輸出電流(或額外輸出容量)

表明在規則的負載功率因數規模內逆變器的額外輸出電流。有些逆變器產(chǎn)品給出的是額外輸出容量，其單位以VA或kVA表明。逆變器的額外容量是當輸出功率因數為1(即純阻性負載)時(shí)，額外輸出電壓為額外輸出電流的乘積。

7）維護辦法

一款功用優(yōu)秀的逆變器，還應具有齊備的維護功用或辦法，以應對在實(shí)踐運用進(jìn)程中呈現的各種反常情況，使逆變器本身及體系其他部件免受損害。

輸入欠壓維護

當輸入端電壓低于額外電壓的85%時(shí)，逆變器應有維護和顯現。

輸入過(guò)壓維護

當輸入端電壓高于額外電壓的130%時(shí)，逆變器應有維護和顯現。

過(guò)電流維護

逆變器的過(guò)電流維護，應能確保在負載發(fā)作短路或電流超越答應值時(shí)及時(shí)動(dòng)作，使其免受浪涌電流的損害。當作業(yè)電流超越額外的150%時(shí)，逆變器應能主動(dòng)維護。

輸出短路維護

逆變器短路維護動(dòng)作時(shí)刻應不超越0.5s。

輸入反接維護

當輸入規矩、負極接反時(shí)，逆變器應有防護功用和顯現。

防雷維護

逆變器應有防雷維護，過(guò)溫維護等。

別的，對無(wú)電壓安穩辦法的逆變器，逆變器還應有輸出過(guò)電壓防護辦法，以使負載免受過(guò)電壓的損害。

起動(dòng)特性

表征逆變器帶負載起動(dòng)的才能和動(dòng)態(tài)作業(yè)時(shí)的功用。逆變器應確保在額外負載下牢靠起動(dòng)。

噪聲

電力電子設備中的變壓器、濾波電感、電磁開(kāi)關(guān)及電扇等部件均會(huì )發(fā)生噪聲。逆變器正常運轉時(shí)，其噪聲應不超越80dB，小型逆變器的噪聲應不超越65dB。

六、選型技巧

逆變器的選用，首要要考慮具有滿(mǎn)足的額外容量，以滿(mǎn)足最大負荷下設備對電功率的要求。關(guān)于以單一設備為負載的逆變器，其額外容量的選取較為簡(jiǎn)略。

當用電設備為純阻性負載或功率因數大于0.9時(shí)，選取逆變器的額外容量為用電設備容量的1.1～1.15倍即可。一起逆變器還應具有抗容性和理性負載沖擊的才能。

對一般電理性負載，如電機、冰箱、空調、洗衣機、大功率水泵等，在起動(dòng)時(shí)，其瞬時(shí)功率可能是其額外功率的5～6倍，此刻，逆變器將接受很大的瞬時(shí)浪涌。針對此類(lèi)體系，逆變器的額外容量應留有充沛的余量，以確保負載能牢靠起動(dòng)，高功用的逆變器可做到連續屢次滿(mǎn)負荷起動(dòng)而不損壞功率器材。小型逆變器為了本身安全，有時(shí)需選用軟起動(dòng)或限流起動(dòng)的辦法。

七、裝置注意事項及維護

1、在裝置前首要應該查看逆變器是否在運輸進(jìn)程中有無(wú)損壞。

2、在挑選裝置場(chǎng)地時(shí)，應該確保周?chē)鷥葲](méi)有任何其他電力電子設備的攪擾。

3、在進(jìn)行電氣銜接之前，有必要選用不透光資料將光伏電池板掩蓋或斷開(kāi)直流側斷路器。露出于陽(yáng)光，光伏陣列將會(huì )發(fā)生危險電壓。

4、所有裝置操作有必要且僅由專(zhuān)業(yè)技能人員完結。

5、光伏體系發(fā)電體系中所運用線(xiàn)纜有必要銜接結實(shí)，杰出絕緣以及標準適宜。

八、發(fā)展趨勢

關(guān)于太陽(yáng)能逆變器來(lái)講，進(jìn)步電源的變換功率是一個(gè)永久的課題，可是當體系的功率越來(lái)越高，簡(jiǎn)直挨近100%時(shí)，進(jìn)一步的功率改進(jìn)會(huì )伴跟著(zhù)性?xún)r(jià)比的低下，因而，怎么堅持一個(gè)很高的功率，又能保持很好的價(jià)格競爭力將是當時(shí)的重要課題。

與逆變器功率的改進(jìn)盡力比較，怎么進(jìn)步整個(gè)逆變體系的功率，正逐步成為太陽(yáng)能體系的另一個(gè)重要課題。在一個(gè)太陽(yáng)能陣列中，當部分的2~3%面積的暗影呈現時(shí)，對選用一個(gè)MPPT功用的逆變器來(lái)講，此刻的體系輸出電力惡劣時(shí)甚至會(huì )呈現20%左右的功率下降!為了更好地習慣相似這樣的情況針對單一或部分太陽(yáng)能組件，選用一對一的MPPT或多個(gè)MPPT操控功用是十分有用的辦法。

因為逆變體系處于并網(wǎng)運轉的情況，體系對地的漏電會(huì )形成嚴峻的安全問(wèn)題;此外，為了進(jìn)步體系的功率，太陽(yáng)能陣列大多會(huì )被串聯(lián)成很高的直流輸出電壓運用;為此，在電極間因反常情況的發(fā)作，很簡(jiǎn)單發(fā)生出直流電弧，因為直流電壓高，十分不簡(jiǎn)單滅弧，極簡(jiǎn)單導致火災。跟著(zhù)太陽(yáng)能逆變體系的廣泛選用，體系安全性的問(wèn)題也將是逆變技能的重要部分。

此外，電力體系正在迎來(lái)智能電網(wǎng)技能的快速開(kāi)展和遍及。很多的太陽(yáng)能等新能源電力的體系并網(wǎng)，給智能電網(wǎng)體系的安穩性提出了新的技能應戰。規劃出可以愈加快速、精確、智能化地兼容智能電網(wǎng)的逆變體系，將成為往后太陽(yáng)能逆變體系的必要條件。

總的來(lái)說(shuō)，逆變技能的開(kāi)展是跟著(zhù)電力電子技能、微電子技能和現代操控理論的開(kāi)展而開(kāi)展。跟著(zhù)時(shí)刻的推移，逆變技能正向著(zhù)頻率更高、功率更大、功率更高、體積更小的方向開(kāi)展。

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