在光伏系統(tǒng)中,光伏逆變器的技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)主要受蓄電池及負(fù)載的影響,其主要技術(shù)參數(shù)如下。
光伏逆變器在規(guī)定的輸入直流電壓允許的波動(dòng)范圍內(nèi),應(yīng)能輸出額定的電壓值,一般在額定輸出電壓為單相220v和三相380v時(shí),電壓波動(dòng)偏差有以下規(guī)定。
(1)在穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行時(shí),一般要求電壓波動(dòng)偏差不超過額定值的±5%。
(2)在負(fù)載突變時(shí),電壓偏差不超過額定值的±10%。
(3)在正常工作條件下,逆變器輸出的三相電壓不平衡度不應(yīng)超過8%。
(4)三相輸出的電壓波形(正弦波)失真度一般要求不超過5%,單相輸出不超過10%。
(5)逆變器輸出交流電壓的頻率在正常工作條件下其偏差應(yīng)在1%以內(nèi)。國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t 19064-2003規(guī)定的輸出電壓頻率應(yīng)在49~51hz之間。
負(fù)載功率因數(shù)的大小表示了逆變器帶感性負(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,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,導(dǎo)致成本增加,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。
額定輸出電流是指在規(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,單位是a;額定輸出容量是指當(dāng)輸出功率因數(shù)為1(即純電阻性負(fù)載)時(shí),逆變器額定輸出電壓和額定輸出電流的乘積,單位是kva或kw。
額定輸出效率是指在規(guī)定的工作條件下,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)稱效率是指純電阻性負(fù)載、80%負(fù)載情況下的效率。逆變器的效率會(huì)隨著負(fù)載的大小而改變,當(dāng)負(fù)載率低于20%和高于80%時(shí),效率要低一些。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定逆變器的輸出功率在大于等于額定功率的75%時(shí),效率應(yīng)大于等于80%。目前,主流逆變器的標(biāo)稱效率在80%~95%之間,對于小功率逆變器要求其效率不低于85%。在光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,不但要選擇高效率的逆變器,同時(shí)還應(yīng)通過系統(tǒng)合理配置,盡量使光伏系統(tǒng)負(fù)載工作在最佳效率點(diǎn)附近。
過載能力是要求逆變器在特定的輸出功率條件下能持續(xù)工作一定的時(shí)間,其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下。
(1)輸入電壓與輸出功率為額定值時(shí),逆變器應(yīng)連續(xù)可靠工作4h以上。
(2)輸入電壓與輸出功率為額定值的125%時(shí),逆變器應(yīng)連續(xù)可靠工作1min以上。
(3)輸入電壓與輸出功率為額定值的150%時(shí),逆變器應(yīng)連續(xù)可靠工作10s以上。
額定直流輸入電壓是指光伏發(fā)電系統(tǒng)中輸入逆變器的直流電壓,小功率逆變器輸入電壓一般為12v和24v,中、大功率逆變器輸入電壓有24v、48v、110v、220v和500v等。
額定直流輸入電流是指太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為逆變器提供的額定直流工作電流。
光伏逆變器直流輸入電壓允許在額定直流輸入電壓的90%~120%范圍內(nèi)變化,而不影響輸出電壓的變化。
(1)工作溫度。逆變器功率器件的工作溫度直接影響到逆變器的輸出電壓、波形、頻率、相位等許多重要特性,而工作溫度又與環(huán)境溫度、海拔高度、相對濕度以及工作狀態(tài)有關(guān)。
(2)工作環(huán)境。對于高頻高壓型逆變器,其工作特性與工作環(huán)境、工作狀態(tài)有關(guān)。在高海拔地區(qū),空氣稀薄,容易出現(xiàn)電路極問放電,影響工作。在高濕度地區(qū)則容易結(jié)露,造成局部短路。因此,逆變器都規(guī)定了適用的工作范圍。
光伏逆變器的正常使用條件:環(huán)境溫度-20~+50℃,海拔≤5500m,相對濕度≤93%,且無凝露。當(dāng)工作環(huán)境和工作溫度超出上述范圍時(shí),要考慮降低容量使用或重新設(shè)計(jì)定制。
逆變器中的開關(guān)電路極容易產(chǎn)生電磁干擾,容易在鐵芯變壓器上因振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。因而在設(shè)計(jì)和制造中都必須控制電磁干擾和噪聲指標(biāo),使之滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和用戶的要求。其噪聲要求:當(dāng)輸入電壓為額定值時(shí),在設(shè)備高度的1/2、正面距離為3m處用聲級計(jì)分別測量50%額定負(fù)載和滿載時(shí)的噪聲,應(yīng)小于等于65db。
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)該具有較高的可靠性和安全性,作為光伏發(fā)電系統(tǒng)重要組成部分的逆變器應(yīng)具有以下保護(hù)功能。
(1)輸入欠電壓保護(hù)。當(dāng)輸入電壓低于規(guī)定的欠電壓斷開(lvd)值時(shí),即低于額定電壓的85%時(shí),逆變器應(yīng)能自動(dòng)關(guān)機(jī)保護(hù)和作出相應(yīng)的顯示。
(2)輸入過電壓保護(hù)。當(dāng)輸入電壓高于規(guī)定的過電壓斷開(hvd)值時(shí),即高于額定電壓的130%時(shí),逆變器應(yīng)能自動(dòng)關(guān)機(jī)保護(hù)和作出相應(yīng)的顯示。
(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)工作電流超過額定值的150%時(shí),逆變器應(yīng)能自動(dòng)保護(hù)。當(dāng)電流恢復(fù)正常后,設(shè)備又能正常工作。
(4)短路保護(hù)。當(dāng)逆變器輸出短路時(shí),應(yīng)具有短路保護(hù)措施。逆變器短路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不超過0.5s,短路故障排除后,設(shè)備應(yīng)能正常工作。
(5)極性反接保護(hù)。逆變器的正極輸入端與負(fù)極輸入端反接時(shí),逆變器應(yīng)能自動(dòng)保護(hù)。待極性正接后,設(shè)備應(yīng)能正常工作。
(6)防雷保護(hù)。逆變器應(yīng)具有防雷保護(hù)功能,其防雷器件的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)能保證吸收預(yù)期的沖擊能量。
(1)絕緣電阻。逆變器直流輸入與機(jī)殼問的絕緣電阻應(yīng)大于等于50mω,逆變器交流輸出與機(jī)殼問的絕緣電阻也應(yīng)大于等于50mω。
(2)絕緣強(qiáng)度。逆變器的直流輸入與機(jī)殼間應(yīng)能承受頻率為50hz、正弦波交流電壓為500v、歷時(shí)1min的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn),無擊穿或飛弧現(xiàn)象。逆變器交流輸出與機(jī)殼間應(yīng)能承受頻率為50hz、正弦波交流電壓為1500v、歷時(shí)1min的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn),無擊穿或飛弧現(xiàn)象。
—— 本文完 ——
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