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光伏逆变器的主要技术参数

2018-7-18

光伏逆变器是电力电子技术在太阳能发电领域的应用,行业技术水平和电力电子器件、电路拓扑结构、专用处理器芯片技术、磁性材料技术和控制理论技术发展密切相关。在光伏系统中,光伏逆变器的技术指标及参数主要受蓄电池及负载的影响,其主要技术参数如下。

1.额定输出电压

光伏逆变器在规定的输入直流电压允许的波动范围内,应能输出额定的电压值,一般在额定输出电压为单相220v和三相380v时,电压波动偏差有以下规定。

(1)在稳定状态运行时,一般要求电压波动偏差不超过额定值的±5%。

(2)在负载突变时,电压偏差不超过额定值的±10%。

(3)在正常工作条件下,逆变器输出的三相电压不平衡度不应超过8%。

(4)三相输出的电压波形(正弦波)失真度一般要求不超过5%,单相输出不超过10%。

(5)逆变器输出交流电压的频率在正常工作条件下其偏差应在1%以内。国家标准gb/t 19064-2003规定的输出电压频率应在49~51hz之间。

2.负载功率因数

负载功率因数的大小表示了逆变器带感性负载或容性负载的能力,在正弦波条件下负载功率因数为0.7~0.9,额定值为0.9。在负载功率一定的情况下,如果光伏逆变器的功率因数较低,则所需逆变器的容量就要增大,导致成本增加,同时光伏系统交流回路的视在功率增大,回路电流增大,损耗必然增加,系统效率也会降低。

3.额定输出电流和额定输出容量

额定输出电流是指在规定的负载功率因数范围内逆变器的额定输出电流,单位是a;额定输出容量是指当输出功率因数为1(即纯电阻性负载)时,逆变器额定输出电压和额定输出电流的乘积,单位是kva或kw。

4.额定输出效率

额定输出效率是指在规定的工作条件下,输出功率与输入功率之比,以百分数表示。一般情况下,光伏逆变器的标称效率是指纯电阻性负载、80%负载情况下的效率。逆变器的效率会随着负载的大小而改变,当负载率低于20%和高于80%时,效率要低一些。标准规定逆变器的输出功率在大于等于额定功率的75%时,效率应大于等于80%。目前,主流逆变器的标称效率在80%~95%之间,对于小功率逆变器要求其效率不低于85%。在光伏发电系统设计中,不但要选择高效率的逆变器,同时还应通过系统合理配置,尽量使光伏系统负载工作在最佳效率点附近。

5.过载能力

过载能力是要求逆变器在特定的输出功率条件下能持续工作一定的时间,其标准规定如下。

(1)输入电压与输出功率为额定值时,逆变器应连续可靠工作4h以上。

(2)输入电压与输出功率为额定值的125%时,逆变器应连续可靠工作1min以上。

(3)输入电压与输出功率为额定值的150%时,逆变器应连续可靠工作10s以上。

6.额定直流输入电压

额定直流输入电压是指光伏发电系统中输入逆变器的直流电压,小功率逆变器输入电压一般为12v和24v,中、大功率逆变器输入电压有24v、48v、110v、220v和500v等。

7.额定直流输入电流

额定直流输入电流是指太阳能光伏发电系统为逆变器提供的额定直流工作电流。

8.直流电压输入范围

光伏逆变器直流输入电压允许在额定直流输入电压的90%~120%范围内变化,而不影响输出电压的变化。

9.使用环境条件

(1)工作温度。逆变器功率器件的工作温度直接影响到逆变器的输出电压、波形、频率、相位等许多重要特性,而工作温度又与环境温度、海拔高度、相对湿度以及工作状态有关。

(2)工作环境。对于高频高压型逆变器,其工作特性与工作环境、工作状态有关。在高海拔地区,空气稀薄,容易出现电路极问放电,影响工作。在高湿度地区则容易结露,造成局部短路。因此,逆变器都规定了适用的工作范围。

光伏逆变器的正常使用条件:环境温度-20~+50℃,海拔≤5500m,相对湿度≤93%,且无凝露。当工作环境和工作温度超出上述范围时,要考虑降低容量使用或重新设计定制。

10.电磁干扰和噪声

逆变器中的开关电路极容易产生电磁干扰,容易在铁芯变压器上因振动而产生噪声。因而在设计和制造中都必须控制电磁干扰和噪声指标,使之满足有关标准和用户的要求。其噪声要求:当输入电压为额定值时,在设备高度的1/2、正面距离为3m处用声级计分别测量50%额定负载和满载时的噪声,应小于等于65db。

11.保护功能

太阳能光伏发电系统应该具有较高的可靠性和安全性,作为光伏发电系统重要组成部分的逆变器应具有以下保护功能。

(1)输入欠电压保护。当输入电压低于规定的欠电压断开(lvd)值时,即低于额定电压的85%时,逆变器应能自动关机保护和作出相应的显示。

(2)输入过电压保护。当输入电压高于规定的过电压断开(hvd)值时,即高于额定电压的130%时,逆变器应能自动关机保护和作出相应的显示。

(3)过电流保护。逆变器的过电流保护,应能保证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。当工作电流超过额定值的150%时,逆变器应能自动保护。当电流恢复正常后,设备又能正常工作。

(4)短路保护。当逆变器输出短路时,应具有短路保护措施。逆变器短路保护动作时间应不超过0.5s,短路故障排除后,设备应能正常工作。

(5)极性反接保护。逆变器的正极输入端与负极输入端反接时,逆变器应能自动保护。待极性正接后,设备应能正常工作。

(6)防雷保护。逆变器应具有防雷保护功能,其防雷器件的技术指标应能保证吸收预期的冲击能量。

12.安全性能要求

(1)绝缘电阻。逆变器直流输入与机壳问的绝缘电阻应大于等于50mω,逆变器交流输出与机壳问的绝缘电阻也应大于等于50mω。

(2)绝缘强度。光伏逆变器的直流输入与机壳间应能承受频率为50hz、正弦波交流电压为500v、历时1min的绝缘强度试验,无击穿或飞弧现象。逆变器交流输出与机壳间应能承受频率为50hz、正弦波交流电压为1500v、历时1min的绝缘强度试验,无击穿或飞弧现象。

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