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如何正确选用光伏发电系统用的逆变器

来源:电子元件技术   时间:2011-11-10 14:40  阅读:0

  为正确选用光伏发电系统用的逆变器,应对逆变器的技术性能进行评价。根据逆变器对离网型主要光伏发电系统运行特性的影响和光伏发电系统对逆变器性能的要求,评价内容有如下几项:

  1.额定输出容量

  表征逆变器向负载供电的能力。额定输出容量值高的逆变器可带更多的用电负载。但当逆变器的负载不是纯阻性时,也就是输出功率小于1时,逆变器的负载能力将小于所给出的额定输出容量值。

  2.输出电压稳定度

  表征逆变器输出电压的稳压能力。多数逆变器产品给出的是输入直流电压在允许波动范围内该逆变器输出电压的偏差%,通常称为电压调整率。高性能的逆变器应同时给出当负载由0%→100%变化时,该逆变器输出电压的偏差%,通常称为负载调整率。性能良好的逆变器的电压调整率应≤±3%,负载调整率应≤±6%。

  3.整机效率

  表征逆变器自身功率损耗的大小,通常以%表示。容量较大的逆变器还应给出满负荷效率值和低负荷效率值。kW级以下逆变器的效率应为80%~85%,10kW级逆变器的效率应为85%~90%。逆变器效率的高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要影响。

  4.保护功能

  过电压、过电流及短路保护是保证逆变器安全运行的最基本措施。功能完美的正弦波逆变器还具有欠电压保护、缺相保护及温度越限报警等功能。

  5.起动性能

  逆变器应保证在额定负载下可靠起动。高性能的逆变器可做到连续多次满负荷起动而不损坏功率器件。小型逆变器为了自身安全,有时采用软起动或限流起动。

  对于大功率光伏发电系统和联网型光伏发电系统逆变器的波形失真度和噪声水平等技术性能也十分重要。

  在选用离网型光伏发电系统用的逆变器时,除依据上述5项基本评价内容外,还应注意以下几点:

  (1)应具有足够的额定输出容量和负载能力。逆变器的选用,首先要考虑具有足够的额定容量,以满足最大负荷下设备对电功率的要求。对于以单一设备为负载的逆变器,其额定容量的选取较为简单,当用电设备为纯阻性负载或功率因数大于0.9时,选取逆变器的额定容量为电设备容量的1.1~1.15倍即可。在逆变器以多个设备为负载时,逆变器容量的选取要考虑几个用电设备同时工作的可能性,即“负载同时系数”。

  (2)应具有较高的电压稳定性能。在离网型光伏发电系统中均以蓄电池为储能设备。当标称电压为12V的蓄电池处于浮充电状态时,端电压可达13.5V,短时间过充电状态可达15V。蓄电池带负荷放电终了时端电压可降至10.5V或更低。蓄电池端电压的起伏可达标称电压的30%左右。这就要求逆变器具有较好的调压性能,才能保证光伏发电系统以稳定的交流电压供电。

  (3)在各种负载下具有高效率或较高效率。整机效率高是光伏发电用逆变器区别于通用型逆变器的一个显著特点。10kW级的通用型逆变器实际效率只有70%~80%,将其用于光伏发电系统时将带来总发电量20%~30%的电能损耗。因此光伏发电系统专用逆变器在设计中应特别注意减少自身功率损耗,提高整机效率。因此这是提高光伏发电系统技术经济指标的一项重要措施。在整机效率方面对光伏发电专用逆变器的要求是:kW级以下逆变器额定负荷效率≥80%~85%,低负荷效率≥65%~75%;10kW级逆变器额定负荷效率≥85%~90%,低负荷效率≥70%~80%。

  (4)应具有良好的过电流保护与短路保护功能。光伏发电系统正常运行过程中,因负载故障、人员误操作及外界干扰等原因而引起的供电系统过电流或短路,是完全可能的。逆变器对外电路的过电电流及短路现象最为敏感,是光伏发电系统中的薄弱环节。因此,在选用逆变器时,必须要求具备有良好的对过电流及短路的自我保护功能。

  (5)维护方便。高质量的逆变器在运行若干年后,因元器件失效而出现故障,应属于正常现象。除生产厂家需有良好的售后服务系统外,还要求生产厂家在逆变器生产工艺、结构及元器件选型方面具有良好的可维护性。例如,损坏元器件有充足的备件或容易买到,元器件的互换性好;在工艺结构上,元器件容易拆装,更换方便。这样,即使逆变器出现故障,也可迅速恢复正常。

编辑:子午
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