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光伏并网逆变器的选型
#光伏发电系统#

一个光伏电站主要由光伏组件或阵列、光伏逆变器、支架系统和电路组成,其关键部件是光伏组件和逆变器。由于逆变器在光伏发电系统中起着至关重要的作用,它的选型和安装在光伏发电过程直接影响光伏电站的发电效率和运行寿命,一台好的逆变器不仅要有转换效率高,而且能每天早启动、晚关闭,故障率低等优越的性能。因此在电站设计和建设初期,做好逆变器的设备选型至关重要,下面谈谈在选择逆变器时应该注意的主要技术指标:


1、逆变器的额定功率和最大功率。逆变器的额定功率是逆变器正常运行的额定直流侧输入功率。对于并网型逆变器其交流侧的输出功率通常是直流侧额定功率值乘以逆变器转换效率(通常是97%左右)。逆变器要有一定的过载能力,逆变器的最大功率是指逆变器在瞬间或短时间内能输出的功率值,通常逆变器的最大功率是额定功率的110%左右。值得注意的是在电站设计和设备选型过程中应该依据额定功率值来做设计或选定,以满足最大负荷下设备对电功率的要求。


2、逆变器效率。逆变器的转换效率是指在规定的工作条件下,其输出功率与输入功率之比,以百分数表示。逆变器的转换效率是衡量逆变器质量的主要指标,通常逆变器效率有最大效率,欧洲效率、加州效率,以及MPPT跟踪效率等。

通常逆变器的转换效率与逆变器的输出状态有关(图1),最大效率是指逆变器在全负荷范围内转换效率最大的状态。

而所谓欧洲效率和加州是指取逆变器在不同输出状态下的转换效率通过加权平均计算后得到的综合效率值:

欧洲效率计算公式:

ηe =0.03η5% +0.06η10% +0.13η20% +0.1 η30% +0.48 η50% +0.2 η100%

美国加州效率计算公式:

ηe =0.04η10% +0.05η20% +0.12η30% +0.21 η50% +0.53 η75% +0.05 η100%

MPPT跟踪效率则是逆变器内部MPPT电路及软件针对光伏阵列的输出功率进行跟踪的效率。

通常并网逆变器效率在96-98%左右,毫无疑问,逆变器的效率越高越好。判断逆变器效率高低的简单办法是看逆变器的外壳或散热片的温升情况,温升低的或者风扇小的,通常效率就比较高,反之就说明大量电力变成了热能,转换效率就低。


3、逆变器最大直流输入电压。目前我国大部分并网逆变器的最大直流输入电压是1000V,欧洲等发达国家已采用1200V或者1500V了。这个指标越高意味着逆变器直流端的耐压性能越好,能串接的组件就越多,电站内部直流侧电压高,线路损耗就越小,系统效率就越高。


4、MPPT路数。MPPT是用以根据光伏组件串的输出功率进行自动跟踪和调节的智能化电子电路,特别是对运行了若干年后的光伏电站,由于光伏组件的不均匀衰减和故障会导致各组件串输出功率产生较大的差异,多路的MPPT可以自动跟踪各路的光伏组件输出性能和输出进行自动调节,可以提高光伏系统的转换效率,目前很多厂家的组串式逆变器都采用多路MPPT。选用逆变器时可以尽量选用更多路MPPT的逆变器。


5、逆变器MPPT范围。这项指标通常有2个数值Vmpptmin 和Vmpptmax,前面一个指标标志着最低工作电压,光伏阵列的输出达到了这个电压,逆变器不仅会启动工作,而且会进入良好的最大功率跟踪状态。后面一个指标则标志着跟踪电压的最大值,这个指标决定了你的光伏组件串最多能串联多少组件。在逆变器的选型过程中,应该选用MPPT范围越宽越好,也就是说前面的值越小越好,后面的值越大越好。


6、输出电压。逆变器的输出电压有220V单相、380V三相以及其他特种电压,要根据电站实际容量和电网接入的实际情况和需求选型。


7、负载功率因数、输出电压的波形失真度、额定输出频率等技术指标均应满足国家标准的要求。


8、逆变器的自动保护功能。一款性能优良的逆变器,应具备完备的自身保护功能或措施。

(1)孤岛保护;当电网停电时,并网逆变器应停机。

(2)输入欠压保护;当电网端电压低于额定电压的85%时,逆变器应停机保护。

(3)输入过压保护;当输入端电压高于额定电压的115%时,逆变器应停机保护。

(4)过电流保护;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。

(5)输入反接保护:当输入端正、负极接反时,逆变器应有防护功能,以免损坏内部电路和器件。

(6)过温保护:当逆变器温度超过设定温度时应停机保护。

(7)防雷保护:逆变器应有防雷保护功能。


9.无线电高频辐射和噪声。逆变器在工作过程中会产生一些无线电高频辐射和噪音,无线电高频辐射可能会小范围内对通讯、电视机等设备产生电信干扰。逆变器内部的变压器、滤波电感、电磁开关及冷却风扇等部件均会产生不同程度的噪声。在选择逆变器时应选用金属外壳屏蔽好,噪声小的产品。实际上噪声也是需要消耗能源的,噪声小也从另一个方面说明了设备效率高和工艺精良。


总之,在光伏电站的建设过程中,逆变器的选型是十分重要的,实际上逆变器在光伏电站的总投资中所占的比例只有5-8%,要选用好的品牌,质量过硬的产品。


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