DQZHN技術(shù)訊：光伏逆變器的簡單選型
一、光伏逆變器工作原理
逆變裝置的核心，是逆變開關(guān)電路，簡稱為逆變電路。該電路通過電力電子開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，來完成逆變的功能。
逆變器簡單原理圖
二、光伏逆變器的主要技術(shù)指標(biāo)
1、輸出電壓的穩(wěn)定度
在光伏系統(tǒng)中，太陽電池發(fā)出的電能先由蓄電池儲(chǔ)存起來，然后經(jīng)過逆變器逆變成220V或380V的交流電。但是蓄電池受自身充放電的影響，其輸出電壓的變化范圍較大，如標(biāo)稱12V的蓄電池，其電壓值可在10．8～14．4V之間變動(dòng)(超出這個(gè)范圍可能對蓄電池造成損壞)。對于一個(gè)合格的逆變器，輸入端電壓在這個(gè)范圍內(nèi)變化時(shí)，其穩(wěn)態(tài)輸出電壓的變化量應(yīng)不超過額定值的±5％，同時(shí)當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)，其輸出電壓偏差不應(yīng)超過額定值的±10％。
2、輸出電壓的波形失真度
對正弦波逆變器，應(yīng)規(guī)定允許的***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，其值應(yīng)不超過5％(單相輸出允許l0％)。由于逆變器輸出的高次諧波電流會(huì)在感性負(fù)載上產(chǎn)生渦流等附加損耗，如果逆變器波形失真度過大，會(huì)導(dǎo)致負(fù)載部件嚴(yán)重發(fā)熱，不利于電氣設(shè)備的**，并且嚴(yán)重影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
3、額定輸出頻率
對于包含電機(jī)之類的負(fù)載，如洗衣機(jī)、電冰箱等，由于其電機(jī)*佳頻率工作點(diǎn)為50Hz，頻率過高或者過低都會(huì)造成設(shè)備發(fā)熱，降低系統(tǒng)運(yùn)行效率和使用壽命，所以逆變器的輸出頻率應(yīng)是一個(gè)相對穩(wěn)定的值，通常為工頻50Hz，正常工作條件下其偏差應(yīng)在±l％以內(nèi)。
4、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。正弦波逆變器的負(fù)載功率因數(shù)為0．7～0．9，額定值為0．9。在負(fù)載功率一定的情況下，如果逆變器的功率因數(shù)較低，則所需逆變器的容量就要增大，一方面造成成本增加，同時(shí)光伏系統(tǒng)交流回路的視在功率增大，回路電流增大，損耗必然增加，系統(tǒng)效率也會(huì)降低。
5、逆變器效率
逆變器的效率是指在規(guī)定的工作條件下，其輸出功率與輸入功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示，一般情況下，光伏逆變器的標(biāo)稱效率是指純阻負(fù)載，80％負(fù)載情況下的效率。由于光伏系統(tǒng)總體成本較高，
在光伏系統(tǒng)中，太陽電池發(fā)出的電能先由蓄電池儲(chǔ)存起來，然后經(jīng)過逆變器逆變成220V或380V的交流電。但是蓄電池受自身充放電的影響，其輸出電壓的變化范圍較大，如標(biāo)稱12V的蓄電池，其電壓值可在10．8～14．4V之間變動(dòng)(超出這個(gè)范圍可能對蓄電池造成損壞)。對于一個(gè)合格的逆變器，輸入端電壓在這個(gè)范圍內(nèi)變化時(shí)，其穩(wěn)態(tài)輸出電壓的變化量應(yīng)不超過額定值的±5％，同時(shí)當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)，其輸出電壓偏差不應(yīng)超過額定值的±10％。
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、保護(hù)措施
一款性能優(yōu)良的逆變器，還應(yīng)具備完備的保護(hù)功能或措施，以應(yīng)對在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)的各種異常情況，使逆變器本身及系統(tǒng)其他部件免受損傷。
(1)輸入欠壓保戶：
當(dāng)輸入端電壓低于額定電壓的85％時(shí)，逆變器應(yīng)有保護(hù)和顯示。
(2)輸入過壓保戶：
當(dāng)輸入端電壓高于額定電壓的130％時(shí)，逆變器應(yīng)有保護(hù)和顯示。
(3)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。當(dāng)工作電流超過額定的150％時(shí)，逆變器應(yīng)能自動(dòng)保護(hù)。
(4)輸出短路保戶
逆變器短路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不超過0．5s。
(5)輸入反接保護(hù)：
當(dāng)輸入端正、負(fù)極接反時(shí)，逆變器應(yīng)有防護(hù)功能和顯示。
(6)防雷保護(hù)：
逆變器應(yīng)有防雷保護(hù)。
(7)過溫保護(hù)等。
另外，對無電壓穩(wěn)定措施的逆變器，逆變器還應(yīng)有輸出過電壓防護(hù)措施，以使負(fù)載免受過電壓的損害。
8、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)。
9．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。
三、光伏逆變器的簡單選型
逆變器的選用，首先要考慮具有足夠的額定容量，以滿足*大負(fù)荷下設(shè)備對電功率的要求。對于以單一設(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用電設(shè)備容量的1．1～1．15倍即可。同時(shí)逆變器還應(yīng)具有抗容性和感性負(fù)載沖擊的能力。
對一般電感性負(fù)載，如電機(jī)、冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、大功率水泵等，在起動(dòng)時(shí)，其瞬時(shí)功率可能是其額定功率的5～6倍，此時(shí)，逆變器將承受很大的瞬時(shí)浪涌。針對此類系統(tǒng)，逆變器的額定容量應(yīng)留有充分的余量，以保證負(fù)載能可靠起動(dòng)，高性能的逆變器可做到連續(xù)多次滿負(fù)荷起動(dòng)而不損壞功率器件。小型逆變器為了自身**，有時(shí)需采用軟起動(dòng)或限流起動(dòng)的方式。
另外，逆變器還要有一定的過載能力，當(dāng)輸入電壓與輸出功率為額定值，環(huán)境溫度為25℃時(shí)，逆變器連續(xù)可靠工作時(shí)間應(yīng)不低于4h；當(dāng)輸入電壓為額定值，輸出功率為額定值的125％時(shí)，逆變器**工作時(shí)間應(yīng)不低于lmin；當(dāng)輸入電壓為額定值，輸出功率為額定值的150％時(shí)，逆變器**工作時(shí)間應(yīng)不低于10s
應(yīng)用舉例：
光伏系統(tǒng)中主要負(fù)載是150W的電冰箱，正常工作時(shí)選擇額定容量為180w的交流逆變器即能可靠工作，但是由于電冰箱是感性負(fù)載，在起動(dòng)瞬間其功率消耗可達(dá)額定功率的5～6倍之多，因此逆變器的輸出功率在負(fù)載起動(dòng)時(shí)可達(dá)到800W，考慮到逆變器的過載能力，選用500W逆變器即能可靠工作。
當(dāng)系統(tǒng)中存在多個(gè)負(fù)載時(shí)，逆變器容量的選取還應(yīng)考慮幾個(gè)用電負(fù)載同時(shí)工作的可能性，即“負(fù)載同時(shí)系數(shù)”。
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