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太阳能逆变器及逆变器的功能知识讲解

2018-5-9

太阳能逆变器及逆变器的功能知识讲解:

首先我们来了解什么是太阳能逆变器:

太阳能交流发电系统是由太阳能电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成;太阳能直流发电系统则不包括逆变器。逆变器是一种电源转换装置,逆变器按激励方式可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。通过全桥电路,一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等,得到与照明负载频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。有了逆变器,就可使用直流蓄电池为电器提供交流电。

二、逆变器的类型

(一)按应用范围分类:

(1)普通型逆变器

直流12V或24V输入,交流220V、50Hz输出,功率从75W到5000W,有些型号具有交、直流转换即UPS功能。

(2)逆变/充电一体机

在此类太阳能逆变器中,用户可以使用各种形式的电源为交流负载供电:有交流电时,通过逆变器使用交流电为负载供电,或为蓄电池充电;无交流电时,用蓄电池为交流负载供电。它可与各种电源结合使用:如蓄电池、发电机、太阳能电池板和风力发电机等。

(3)邮电通信专用逆变器

为邮电、通信提供高品质的48V逆变器,其产品质量好、可靠性高、模块式(模块为1KW)逆变器,并具有N+1冗余功能、可扩充(功率从2KW到20KW)。

(4)航空、军队专用逆变器

此类逆变器为28Vdc输入,可提供下列交流输出:26Vac、115Vac、230Vac,其输出频率可为:50Hz、60Hz及400Hz,输出功率从30VA到3500VA不等。还有供航空专用的DC-DC转换器及变频器。

(二)按输出波形分类:

(1)方波逆变器

方波逆变器输出的交流电压波形为方波。此类逆变器所使用的逆变线路也不完全相同,但共同的特点是线路比较简单,使用的功率开关管数量很少。设计功率一般在百瓦至千瓦之间。方波逆变器的优点是:线路简单、价格便宜、维修方便。缺点是由于方波电压中含有大量高次谐波,在带有铁心电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗,对收音机和某些通讯设备有干扰。此外,这类逆变器还有调压范围不够宽,保护功能不够完善,噪声比较大等缺点。

(2)阶梯波逆变器

此类逆变器输出的交流电压波形为阶梯波,逆变器实现阶梯波输出也有多种不同线路,输出波形的阶梯数目差别很大。阶梯波逆变器的优点是,输出波形比方波有明显改善,高次谐波含量减少,当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波。当采用无变压器输出时,整机效率很高。缺点是,阶梯波叠加线路使用的功率开关管较多,其中有些线路形式还要求有多组直流电源输入。这给太阳电池方阵的分组与接线和蓄电池的均衡充电均带来麻烦。此外,阶梯波电压对收音机和某些通讯设备仍有一些高频干扰。

(3)正弦波逆变器

正弦波逆变器输出的交流电压波形为正弦波。正弦波逆变器的优点是,输出波形好,失真度很低,对收音机及通讯设备干扰小,噪声低。此外,保护功能齐全,整机效率高。缺点是:线路相对复杂,对维修技术要求高,价格较贵。

上述三种类型逆变器的分类,有利于光伏系统和风力发电系统设计人员和用户对逆变器进行识别和选型。实际上,波形相同的逆变器在线路原理,使用器件及控制方法等等方面仍有很大区别。

三、逆变器的主要性能参数

描述逆变器性能的参量和技术条件很多,这里仅就评价逆变器时常用的技术参数做一扼要说明。

1.太阳能逆变器的使用环境条件

逆变器正常使用条件:海拔高度不超过1000m,空气温度0~+40℃。

2.直流输入电源条件

输入直流电压波动范围:蓄电池组额定电压值的±15%。

3.额定输出电压

在规定的输入电源条件下,输出额定电流时,逆变器应输出的额定电压值。

电压波动范围:单相220V±5%,三相380±5%。

4.额定输出电流

在规定的输出频率和负载功率因数下,逆变器应输出的额定电流值。

5.额定输出频率

在规定的条件下,固定频率逆变器的额定输出频率为50Hz:

频率波动范围:50Hz±2%。

6.逆变器的最大谐波含量

正弦波逆变器,在阻性负载下,输出电压的最大谐波含量应≤10%。

7.逆变器的过载能力

在规定的条件下,在较短时间内,逆变器输出超过额定电流值的能力。逆变器的过载能力应在规定的负载功率因数下,满足一定的要求。

8.太阳能逆变器的效率

在额定输出电压、输出,乜流和规定的负载功率因数下,逆变器输出有功功率与输入有功功率(或直流功率)之比。

9.负载功率因数

逆变器负载功率因数的允许变化范围,推荐值0.7—1.0。

10.负载的非对称性

在10%的非对称负载下,固定频率的三相逆变器输出电压的非对称性应≤10%。

11.输出电压的不对称度

在正常工作条件下,各相负载对称,输出电压的不对称度应≤5%。

12.起动特性

在正常工作条件下,逆变器在满载负载和空载运行条件下,应能连续5次正常起动。

13.保护功能

逆变器应设置:短路保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护及缺相保护。

15.干扰与抗干扰

逆变器应在规定的正常工作条件下,能承受一般环境下的电磁干扰。逆变器的抗干扰性能和电磁兼容性应符合有关标准的规定。

16.噪声

不经常操作、监视和维护的逆变器,应≤95db;

经常操作、监视和维护的逆变器,应≤80db。

17.显示

太阳能逆变器应设有交流输出电压、输出电流和输出频率等参数的数据显示,并有输入带电、通电和故障状态的信号显示。

四、确定太阳能逆变器技术条件:

在光伏/风力互补系统选用逆变器时,首要的是确定逆变器如下几个最主要的技术参数:输入直流电压范围,如DC24V、48V、110V、220V等;

额定输出电压,如三相380V,还是单相220V;输出电压波形,如正弦波、梯形波或方波。

关键词:太阳能逆变器

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