太陽能逆變器工作原理

編輯

逆變器主要技術(shù)性能

1．額定輸出電壓

在規(guī)定的輸入直流電壓允許的波動(dòng)范圍內(nèi)，它表示逆變器應(yīng)能輸出的額定電壓值。對(duì)輸出額定電壓值的穩(wěn)定準(zhǔn)確度一般有如下規(guī)定：

（1）在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，電壓波動(dòng)范圍應(yīng)有一個(gè)限定，例如其偏差不超過額定值的±3%或±5%。

（2）在負(fù)載突變（額定負(fù)載0%→50%→100%）或有其他干擾因素影響的動(dòng)態(tài)情況下，其輸出電壓偏差不應(yīng)超過額定值的±8%或±10%。

2．輸出電壓的不平衡度

在正常工作條件下，逆變器輸出的三相電壓不平衡度（逆序分量對(duì)正序分量之比）應(yīng)不超過一個(gè)規(guī)定值，一般以%表示，如5%或8%。

3．輸出電壓的波形失真度

當(dāng)逆變器輸出電壓為正弦度時(shí)，應(yīng)規(guī)定允許的**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示，其值不應(yīng)超過5%（單相輸出允許10%）。

4．額定輸出頻率

逆變器輸出交流電壓的頻率應(yīng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值，通常為工頻50Hz。正常工作條件下其偏差應(yīng)在±1%以內(nèi)。

5．負(fù)載功率因數(shù)

表征逆變器帶感性負(fù)載或容性負(fù)載的能力。在正弦波條件下，負(fù)載功率因數(shù)為0．7～0．9（滯后），額定值為0．9。

6．額定輸出電流（或額定輸出容量）

表示在規(guī)定的負(fù)載功率因數(shù)范圍內(nèi)逆變器的額定輸出電流。有些逆變器產(chǎn)品給出的是額定輸出容量，其單位以VA或kVA表示。逆變器的額定容量是當(dāng)輸出功率因數(shù)為1（即純阻性負(fù)載）時(shí)，額定輸出電壓為額定輸出電流的乘積。

7．額定輸出效率

逆變器的效率是在規(guī)定的工作條件下，其輸出功率對(duì)輸入功率之比，以%表示。逆變器在額定輸出容量下的效率為滿負(fù)荷效率，在10%額定輸出容量的效率為低負(fù)荷效率。8．保護(hù)

（1）過電壓保護(hù)：對(duì)于沒電壓穩(wěn)定措施的逆變器，應(yīng)有輸出過電壓防護(hù)措施，以使負(fù)截免受輸出過電壓的損害。

（2）過電流保護(hù)：逆變器的過電流保護(hù)，應(yīng)能保證在負(fù)載發(fā)生短路或電流超過允許值時(shí)及時(shí)動(dòng)作，使其免受浪涌電流的損傷。

9．起動(dòng)特性

表征逆變器帶負(fù)載起動(dòng)的能力和動(dòng)態(tài)工作時(shí)的性能。逆變器應(yīng)保證在額定負(fù)載下可靠起動(dòng)。

10．噪聲

電力電子設(shè)備中的變壓器、濾波電感、電磁開關(guān)及風(fēng)扇等部件均會(huì)產(chǎn)生噪聲。逆變器正常運(yùn)行時(shí)，其噪聲應(yīng)不超過80dB，小型逆變器的噪聲應(yīng)不超過65dB。

對(duì)于大功率光伏發(fā)電系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器的波形失真度和噪聲水平等技術(shù)性能也十分重要，在選用離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)用的逆變器時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）應(yīng)具有足夠的額定輸出容量和負(fù)載能力。逆變器的選用，首先要考慮具有足夠的額定容量，以滿足**負(fù)荷下設(shè)備對(duì)電功率的要求。對(duì)于以單一設(shè)備為負(fù)載的逆變器，其額定容量的選取較為簡(jiǎn)單，當(dāng)用電設(shè)備為純阻性負(fù)載或功率因數(shù)大于0．9時(shí)，選取逆變器的額定容量為電設(shè)備容量的1．1～1．15倍即可。在逆變器以多個(gè)設(shè)備為負(fù)載時(shí)，逆變器容量的選取要考慮幾個(gè)用電設(shè)備同時(shí)工作的可能性，即“負(fù)載同時(shí)系數(shù)”。

（2）應(yīng)具有較高的電壓穩(wěn)定性能。在離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中均以蓄電池為儲(chǔ)能設(shè)備。當(dāng)標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池處于浮充電狀態(tài)時(shí)，端電壓可達(dá)13．5V，短時(shí)間過充電狀態(tài)可達(dá)15V。蓄電池帶負(fù)荷放電終了時(shí)端電壓可降至10．5V或更低。蓄電池端電壓的起伏可達(dá)標(biāo)稱電壓的30%左右。這就要求逆變器具有較好的調(diào)壓性能，才能保證光伏發(fā)電系統(tǒng)以穩(wěn)定的交流電壓供電。

（3）在各種負(fù)載下具有高效率或較高效率。整機(jī)效率高是光伏發(fā)電用逆變器區(qū)別于通用型逆變器的一個(gè)顯著特點(diǎn)。10kW級(jí)的通用型逆變器實(shí)際效率只有70%～80%，將其用于光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)將帶來總發(fā)電量20%～30%的電能損耗。因此光伏發(fā)電系統(tǒng)專用逆變器在設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意減少自身功率損耗，提高整機(jī)效率。因此這是提高光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的一項(xiàng)重要措施。在整機(jī)效率方面對(duì)光伏發(fā)電專用逆變器的要求是：kW級(jí)以下逆變器額定負(fù)荷效率≥80%～85%，低負(fù)荷效率≥65%～75%；10kW級(jí)逆變器額定負(fù)荷效率≥85%～90%，低負(fù)荷效率≥70%～80%。

（4）應(yīng)具有良好的過電流保護(hù)與短路保護(hù)功能。光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，因負(fù)載故障、人員誤操作及外界干擾等原因而引起的供電系統(tǒng)過電流或短路，是完全可能的。逆變器對(duì)外電路的過電電流及短路現(xiàn)象最為敏感，是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。因此，在選用逆變器時(shí)，必須要求具備有良好的對(duì)過電流及短路的自我保護(hù)功能。

（5）維護(hù)方便。高質(zhì)量的逆變器在運(yùn)行若干年后，因元器件失效而出現(xiàn)故障，應(yīng)屬于正?，F(xiàn)象。除生產(chǎn)廠家需有良好的售后服務(wù)系統(tǒng)外，還要求生產(chǎn)廠家在逆變器生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)及元器件選型方面具有良好的可維護(hù)性。例如，損壞元器件有充足的備件或容易買到，元器件的互換性好；在工藝結(jié)構(gòu)上，元器件容易拆裝，更換方便。這樣，即使逆變器出現(xiàn)故障，也可迅速恢復(fù)正常。

逆變器的使用與維護(hù)檢修

使用

1．嚴(yán)格按照逆變器使用維護(hù)說明書的要求進(jìn)行設(shè)備的連接和安裝。在安裝時(shí)，應(yīng)認(rèn)真檢查：線徑是否符合要求；各部件及端子在運(yùn)輸中有否松動(dòng)；應(yīng)絕緣處是否絕緣良好；系統(tǒng)的接地是否符合規(guī)定。

2．應(yīng)嚴(yán)格按照逆變器使用維護(hù)說明書的規(guī)定操作使用。尤其是：在開機(jī)前要注意輸入電壓是否正常；在操作時(shí)要注意開關(guān)機(jī)的順序是否正確，各表頭和指示燈的指示是否正常。

3．逆變器一般均有斷路、過電流、過電壓、過熱等項(xiàng)目的自動(dòng)保護(hù)，因此在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí)，無需人工停機(jī)；自動(dòng)保護(hù)的保護(hù)點(diǎn)，一般在出廠時(shí)已設(shè)定好，無需再行調(diào)整。

4．逆變器機(jī)柜內(nèi)有高壓，操作人員一般不得打開柜門，柜門平時(shí)應(yīng)鎖死。

5．在室溫超過30℃時(shí)，應(yīng)采取散熱降溫措施，以防止設(shè)備發(fā)生故障，延長設(shè)備使用壽命。

維護(hù)檢修

1．應(yīng)定期檢查逆變器各部分的接線是否牢固，有無松動(dòng)現(xiàn)象，尤其應(yīng)認(rèn)真檢查風(fēng)扇、功率模塊、輸入端子、輸出端子以及接地等。

2．一旦報(bào)警停機(jī)，不準(zhǔn)馬上開機(jī)，應(yīng)查明原因并修復(fù)后再行開機(jī)，檢查應(yīng)嚴(yán)格按逆變器維護(hù)手冊(cè)的規(guī)定步驟進(jìn)行。

3．操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，能夠判斷一般故障的產(chǎn)生原因，并能進(jìn)行排除，例如能熟練地更換保險(xiǎn)絲、組件以及損壞的電路板等。未經(jīng)培訓(xùn)的人員，不得上崗操作使用設(shè)備。

4．如發(fā)生不易排除的事故或事故的原因不清，應(yīng)做好事故詳細(xì)記錄，并及時(shí)通知逆變器生產(chǎn)廠家給予解決。