第11章 光伏逆變器工程應用

2023/2/2第十一章光伏逆變器的工程應用9.1光伏逆變器的主要技術指標9.2光伏逆變器的簡單選型9.3光伏逆變器的安裝2023/2/29.1 光伏逆變器的主要技術指標1.額定輸出電壓2．額定輸出頻率3．負載功率因數5．逆變器效率4.額定輸出電流(或額定輸出容量)6.保護措施7．啟動特性9．噪聲8．使用環境條件2023/2/21.額定輸出電壓在輸入直流電壓允許波動范圍內，逆變器應該具有穩壓能力。穩定精度的規定：1）電壓波動范圍：單相220V±5%，三相380V±5%。2）電壓調整率：不大于±3%，負載調整率不大于±6%。電壓調整率：逆變器輸出電壓的偏差百分數。負載調整率：當負載由0%-100%變化時，逆變器輸出電壓的偏差百分數。2023/2/23）在10%的非對稱負載下，固定頻率的三相逆變器輸出電壓的非對稱性應不大于10%。負載如果對稱，輸出電壓的不對稱度應不大于5%。4）輸出電壓的波形失真度及最大諧波含量輸出電壓的總波形失真度應不大于5%。在阻性負載下，輸出電壓的最大諧波含量應不大于10%。2023/2/22．額定輸出頻率3．負載功率因數負載功率因數表征逆變器帶感性負載或容性負載的能力，功率因數由負載決定而不是由逆變器決定，在負載功率一定的情況下，如果逆變器的功率因數很低，則所需逆變器的容量就要增大。4.額定輸出電流(或額定輸出容量)額定輸出電流是指在規定的輸出頻率和負載功率因數下，逆變器應輸出的額定電流值，逆變器的額定容量是當輸出功率因數為1時，額定輸出電壓與額定輸出電流的乘積。2023/2/25．逆變器效率逆變器的效率會因負載的不同而有很大的變化。中國質量認證中心(CQC)規定無變壓器型逆變器最大轉換效率不低于96%，含變壓器型逆變器最大轉換效率不低于94%6.保護措施主要有：直流側：直流過/欠壓交流側：交流過壓、欠壓、過頻、欠頻；過流，過載，短路。輸入反接保護、防雷保護、過溫保護等。2023/2/27．啟動特性逆變器的啟動特性表征逆變器帶負載啟動的能力和動態工作時的性能。8．使用環境條件a）使用環境溫度：戶內型為-20℃～+40℃，戶外型為-25℃～+60℃（無陽光直射）；相對濕度不大于95%，無凝露；b）海拔高度不大于1000m；海拔高度大于1000m時，應按GB/T3859.2規定降額使用；c）無劇烈震動沖擊,垂直傾斜度≤5o；d）工作環境應無導電爆炸塵埃,應無腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體和蒸汽。2023/2/29．噪聲逆變器正常運行時，噪聲應不超過65dB，不經常操作、監視和維護的逆變器噪聲應不大于95dB，經常操作、監視和維護的逆變器噪聲應不大于85dB。2023/2/2某逆變器的技術參數2023/2/22023/2/22023/2/29.2光伏逆變器的簡單選型2023/2/21.逆變器應該具有足夠的額定輸出功率和負載能力逆變器的選用，首先要考慮具有足夠的額定容量，以滿足最大負荷下設備對電功率的要求。對于以單一設備為負載的逆變器，其額定容量的選取較為簡單。當用電設備為純阻性負載或功率因數大于0.9時，選取逆變器的額定容量為用電設備容量的1.1～1.15倍即可。同時逆變器還應具有抗容性和感性負載沖擊的能力。2023/2/2對一般電感性負載，如電機、冰箱、空調、洗衣機、大功率水泵等，在起動時，其瞬時功率可能是其額定功率的5～6倍，此時，逆變器將承受很大的瞬時浪涌。針對此類系統，逆變器的額定容量應留有充分的余量，以保證負載能可靠起動，高性能的逆變器可做到連續多次滿負荷起動而不損壞功率器件。小型逆變器為了自身安全，有時需采用軟起動或限流起動的方式。2023/2/2光伏系統中主要負載是150W的電冰箱，正常工作時選擇額定容量為180W的交流逆變器即能可靠工作，但是由于電冰箱是感性負載，在起動瞬間其功率消耗可達額定功率的5～6倍之多，因此逆變器的輸出功率在負載起動時可達到800W，考慮到逆變器的過載能力，選用500W逆變器即能可靠工作。應用舉例：2023/2/2逆變器還要有一定的過載能力，當輸入電壓與輸出功率為額定值，環境溫度為25℃時，逆變器連續可靠工作時間應不低于4h；當輸入電壓為額定值，輸出功率為額定值的125％時，逆變器安全工作時間應不低于1min；當輸入電壓為額定值，輸出功率為額定值的150％時，逆變器安全工作時間應不低于10s。2023/2/22.逆變器應該具有較高的電壓穩定性性能良好的逆變器的電壓調整率應不大于±3%，負載調整率應不大于±6%。離網型光伏系統中，由蓄電池儲存能量，標稱12V的蓄電池，電壓的起伏可達標稱電壓的30%，這就要求逆變器有良好的調壓性能。2023/2/23.逆變器在各種負載下具有高效率整機效率表示光伏逆變器自身功率損耗的大小，功率較大的光伏逆變器還要設計滿負荷工作和低負荷工作時的效率值。逆變器的效率是隨著負載的變換而變化的，因此，逆變器的最大逆變效率對系統不具有決定意義。負載長時間工作點對應的逆變效率，才具有評估意義。2023/2/24.逆變器應具有良好的過電流保護和短路保護功能5.維護方便2023/2/2對于并網系統，不需要蓄電池儲能。因此，在逆變器選用時，主要是根據系統的功率，以及電池板的陣列形式來確定。光伏并網發電系統接入電網的方式有低壓電網接入和高壓電網接入兩種方案。2023/2/29.3 光伏逆變器的安裝1、在安裝前，首先應該熟悉和掌握逆變器的技術特性和安裝技術條件，了解逆變器在太陽能光伏發電系統中的地位和作用。2、在逆變器安裝前，要對現場的負載有比較清楚的了解。包括額定電壓、額定電流、負載相數、額定功率等，安裝的逆變器必須與之匹配。3、負載接入前，必須進行絕緣檢測，絕緣不好的負載不能接入逆變器供電系統。一、逆變器安裝前的準備工作2023/2/24、在安裝前應仔細閱讀逆變器使用說明書，熟練逆變器的操作方法。5、要嚴格安裝逆變器使用說明書進行配線，包括主回路和控制電路，某些情況只能高于說明書要求的規格而不能低于。接線端子需要壓接接線鼻的地方要嚴格執行壓接的工藝和標準。6、要考慮電磁兼容性問題，必要時要加裝電磁濾波裝置。有些場合負載距離逆變器可能較遠，要考慮加裝輸出電抗器及濾波器。2023/2/21、在安裝前首先應該檢查逆變器是否在運輸過程中有無損壞。2、在選擇安裝場地時，應該保證周圍內沒有任何其他電力電子設備的干擾。3、在進行電氣連接之前，務必采用不透光材料將光伏電池板覆蓋或斷開直流側斷路器。暴露于陽光，光伏陣列將會產生危險電壓。4、所有安裝操作必須且僅由專業技術人員完成。二、逆變器安裝維修的注意事項：2023/2/25、光伏系統發電系統中所使用線纜必須連接牢固，良好絕緣以及規格合適。6、所有的電氣安裝必須滿足當地以及國家電氣標準。7、僅當得到當地電力部門許可后并由專業技術人員完成所有電氣連接后才可將逆變器并網。8、在進行任何維修工作前，應首先斷開逆變器與電網的電氣連接，然后斷開直流側電氣連接。9、等待至少5分鐘直到內部元件放電完畢方可進行維修工作。2023/2/210、任何影響逆變器安全性能的故障必須立即排除方可再次開啟逆變器。11、避免不必要的電路板接觸。12、遵守靜電防護規范，佩戴防靜電手環。13、注意并遵守產品上的警告標識。14、操作前初步目視檢查設備有無損壞或其它危險狀態。15、注意逆變器熱表面。例如功率半導體的散熱器等，在逆變器斷電后一段時間內，仍保持較高溫度。2023/2/2逆變器的總體安裝流程如圖所示，安裝流程說明如表9-1所示：三、光伏逆變器的安裝流程：2023/2/2安裝流程說明2023/2/21、勿將逆變器安裝在陽光直射處。否則可能會導致額外的逆變器內部溫度，逆變器為保護內部元件將降額運行。甚至溫度過高引發逆變器溫度故障。2、選擇安裝場地應足夠堅固能長時間支撐逆變器的重量。3、所選擇安裝場地環境溫度為-25°C~50°C，安裝環境清潔。4、所選擇安裝場地環境濕度不超過95%，且無凝露。四、逆變器安裝位置的要求2023/2/25、逆變器前方應留有足夠間隙使得易于觀察數據以及維修。6、盡量安裝在遠離居民生活的地方，其運行過程中會產生一些噪聲。7、安裝地方確保不會晃動。2023/2/21、所有的電氣安裝必須符合當地電氣安裝標準。2、確保交流側和直流側的斷路器都處于斷開狀態。3、在進行連接過程應選擇不同顏色線纜以作區別。如正極連接器連接紅色線纜，負極連接器連接藍色線纜。4、為保證各路光伏組串之間的平衡，所選擇的各路直流線纜應具有相同的橫截面積。5、在光伏發電系統中，所有非載流金屬部件和設備的外殼都應該接至大地，如光伏模塊的支架，逆變器外殼等。五、電氣連接2023/2/2六、配電系統的防雷與接地2023/2/2單臺逆變器的通訊連接方法如下圖所示，需將逆變器的RS485通訊口接RS485/232轉換器，再連接到監控PC機。逆變器通過RS485-RS232轉換器與電腦連接七、逆變器通訊連接2023/2/2單臺或多臺逆變器通過RS485標準串口與數據采集器進行通訊，與上位PC機通訊，通過光伏系統監控軟件進行監控。多臺逆變器通訊連接多臺逆變器通訊連接2023/2/2第2章光伏電池與光伏陣列第3章光伏并網系統的體系結構第4章直流/交流逆變器 PWM逆變電路及其控制方法2023/2/2第5章 光伏并網逆變器的電路