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并網逆變器——了解它的基礎知識

作者:陳講運清潔能源

什麼是并網逆變器?

并網逆變器一般分為光伏發電并網逆變器、風力發電并網逆變器、電力裝置發電并網逆變器等發電裝置發電并網逆變器。并網逆變器的最大特點是系統功率大、成本低。

并網逆變器一般用于大型光伏電站系統,其中許多并聯光伏組串連接配接到同一集中式逆變器的直流輸入端。通常,三相IGBT功率子產品用于大功率,場效應半導體用于較小的功率。同時,DSP轉換控制器用于提高發電品質,使其非常接近正弦波電流。

并網逆變器工作原理

當公共電網斷電時,電網側相當于短路狀态。此時,在電網上運作的逆變器會因過載而自動保護。當微處理器檢測到過載時,除了阻斷SPWM信号外,還會斷開連接配接到電網的斷路器。此時,如果太陽能電池陣列有能量輸出,逆變器将以單獨的運作狀态運作。

單獨運作時,控制相對簡單,即交流電壓的負回報狀态。微處理器檢測逆變器輸出電壓,并将其與基準電壓(通常為220V)進行比較,然後控制PWM輸出占空比,實作反相和穩定。

并網逆變器——了解它的基礎知識

當然,獨立運作的前提是太陽能電池陣列當時能提供足夠的電力。如果負載過大或日照條件差,逆變器無法輸出足夠的功率,太陽能電池陣列的端電壓會下降,進而降低輸出交流電壓并進入低壓保護狀态。當電網恢複供電時,會自動切換到回報狀态。

并網逆變器的主要特點

  1. 效率

    高 由于目前太陽能電池的價格相對較高,為了最大限度地利用太陽能電池,提高系統效率,有必要想辦法提高逆變器的效率。

  2. 高可靠性

    目前,光伏電站系統主要應用于偏遠地區,許多電站無人值守、無人維護。這就要求變頻器具有合理的電路結構,嚴格的元器件選型,并要求變頻器具有多種保護功能。

  3. 寬适應輸入電壓範圍

    因為太陽能電池的端電壓随負載和陽光強度而變化。特别是當電池老化時,其端電壓變化幅度很大。例如,對于 12V 電池,其端電壓可能在 10V 和 16V 之間變化。這就要求逆變器在較大的直流輸入電壓範圍内保證正常工作。

離網逆變器和并網逆變器有什麼差別?

離網逆變器是一種與公共電網分離的系統。太陽能電池闆産生的直流電首先存儲在電池中,然後将電池輸送到離網逆變器進行反轉。産生的交流電可以直接供應給負載。使用過,也可以傳回電池存儲。更适合沙漠地區、高原地區、森林地區等沒有電網覆寫的地區,可以保證随時需要電能。

并網逆變器——了解它的基礎知識

并網逆變器通常适用于大型電站中的系統,其中許多并聯光伏組串連接配接到同一集中式逆變器的直流輸入。并網逆變器最大的差別在于它不使用任何電池存儲。太陽能電池闆形成的直流電可以通過逆變器直接切換為交流電,直接輸送到公共電力系統。但是,有相應的門檻值,即需要滿足當地電網的相關法規和政策,否則無法提供并網。

選擇并網逆變器的要點

1.具有實時監控功能

如果将光伏發電系統并入公共電網,需要實時監控光伏發電系統的輸出狀态(光伏發電系統啟動、運作、休眠、停止、故障狀态)和公共電網狀态,并根據檢測結果判斷公共電網。需要開關控制操作或其他操作。這保證了光伏發電系統和公共電網的安全可靠運作。

2.具有最大功率跟蹤功能(MPPT)

由于光伏陣列的輸出曲線是非線性的,為了保證光伏陣列以最大功率輸出電能,并網光伏逆變器(以下簡稱“逆變器”)需要采用最大功率跟蹤控制技術(MPPT)。

3.變頻器輸出效率

滿載時,逆變器輸出效率需要超過95%。當變頻器輸入功率為其額定功率的10%時,逆變器輸出效率需要超過90%。

4、逆變器輸出波形必須滿足并網要求

逆變器的輸出電壓波形、幅值、相位應與公網一緻,這樣才能實作無幹擾地向公網平穩供電。

并網逆變器——了解它的基礎知識

5. 保護島嶼的能力

當公共電網因外部電氣故障、誤操作、自然因素等原因中斷供電時,為防止損壞電氣裝置和電網維護人員的安全,逆變器必須具備孤島保護能力。

6.具有完善的保護功能

逆變器應具有輸入欠壓、過流保護、過流保護、輸出短路保護、輸入反接保護、防雷等功能。

7.逆變器輸入直流電壓範圍

由于光伏陣列的端電壓随負載和日照強度的變化變化很大,是以逆變器需要在較大的直流輸入電壓範圍内正常工作,逆變器的最大輸入直流電壓應大于光伏陣列的最大電壓。

8、變頻器輸出電壓和頻率

逆變器的額定輸出電壓應等于公網的額定電壓,逆變器的額定頻率應等于公網的頻率。

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