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光伏发电系统逆变器的基本知识

2017-12-11 09:20:49 来源:网络

当Q11、Q14关断时,为了释放储存能量,在IGBT处并联二级管D11、D12,使能量返回到直流电源中去。

2.半控型逆变器工作原理:半控型逆变器采用晶闸管元件。改进型并联逆变器的主电路如图4所示。图中,Th1、Th2为交替工作的晶闸管,设Th1先触发导通,则电流通过变压器流经Th1,同时由于变压器的感应作用,换向电容器C被充电到大的2倍的电源电压。按着Th2被触发导通,因Th2的阳极加反向偏压,Th1截止,返回阻断状态。这样,Th1与Th2换流,然后电容器C又反极性充电。如此交替触发晶闸管,电流交替流向变压器的初级,在变压器的次级得到交流电。

在电路中,电感L可以限制换向电容C的放电电流,延长放电时间,保证电路关断时间大于晶闸管的关断时间,而不需容量很大的电容器。D1和D2是2只反馈二极管,可将电感L中的能量释放,将换向剩余的能量送回电源,完成能量的反馈作用。

逆变器的主要技术性能及评价选用

技术性能

表征逆变器性能的基本参数与技术条件内容很多,下面仅就评价时常用的参数做一简要说明。

1.额定输出电压

在规定的输入直流电压允许的波动范围内,它表示逆变器应能输出的额定电压值。对输出额定电压值的稳定准确度一般有如下规定:

(1)在稳态运行时,电压波动范围应有一个限定,例如其偏差不超过额定值的±3%或±5%。

(2)在负载突变(额定负载0%→50%→100%)或有其他干扰因素影响的动态情况下,其输出电压偏差不应超过额定值的±8%或±10%。

2.输出电压的不平衡度

在正常工作条件下,逆变器输出的三相电压不平衡度(逆序分量对正序分量之比)应不超过一个规定值,一般以%表示,如5%或8%。

3.输出电压的波形失真度

当逆变器输出电压为正弦度时,应规定允许的最大波形失真度(或谐波含量)。通常以输出电压的总波形失真度表示,其值不应超过5%(单相输出允许10%)。

4.额定输出频率

逆变器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值,通常为工频50Hz。正常工作条件下其偏差应在±1%以内。

5.负载功率因数

表征逆变器带感性负载或容性负载的能力。在正弦波条件下,负载功率因数为0.7~0.9(滞后),额定值为0.9。

6.额定输出电流(或额定输出容量)

表示在规定的负载功率因数范围内逆变器的额定输出电流。有些逆变器产品给出的是额定输出容量,其单位以VA或kVA表示。逆变器的额定容量是当输出功率因数为1(即纯阻性负载)时,额定输出电压为额定输出电流的乘积。

7.额定输出效率

逆变器的效率是在规定的工作条件下,其输出功率对输入功率之比,以%表示。逆变器在额定输出容量下的效率为满负荷效率,在10%额定输出容量的效率为低负荷效率。

8.保护

(1)过电压保护:对于没电压稳定措施的逆变器,应有输出过电压防护措施,以使负截免受输出过电压的损害。

(2)过电流保护:逆变器的过电流保护,应能保证在负载发生短路或电流超过允许值时及时动作,使其免受浪涌电流的损伤。

9.起动特性

表征逆变器带负载起动的能力和动态工作时的性能。逆变器应保证在额定负载下可靠起动。

10.噪声

电力电子设备中的变压器、滤波电感、电磁开关及风扇等部件均会产生噪声。逆变器正常运行时,其噪声应不超过80dB,小型逆变器的噪声应不超过65dB。

逆变器的主要技术性能及评价选用

评价

 

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。

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