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光伏逆變器的功能與分類

2017-11-03 15:14:34來源:網絡瀏覽: 評論:0

  通常來說將交流電能轉化為直流電能的過程稱為整流,把整流功能的電路稱為整流電路,把實際整流過程的裝置稱為整流設備或整流器,與之對應的將直流轉換為交流電能的過程稱為逆變,把完成逆變功能的電路稱為逆變電路,把實際逆變過程的裝置稱為逆變設備或逆變器。光伏逆變器將光伏組件所發出的直流電轉變成正弦波電流,接入負載或者并入到電網中,是光伏系統中核心器件。

  光伏逆變器的種類與主要功能

  光伏逆變器按用途分為并網逆變器,離網逆變器,微網儲能逆變器三大類,并網逆變器按照功率和用途可分為微型逆變器、組串式逆變器、集中式逆變器、集散式逆變器四大類,微型逆變器,又稱組件逆變器,功率等級為180W到1000W,適用于小型發電系統;組串型逆變器,功率在1kW到10kW的單相逆變器,適用于戶用發電系統,并網電壓為220V,4kW到80kW三相逆變器,適用于工商業發電系統,并網電壓為三相380V,。集中式逆變器和集散式逆變器,功率從500kW到1500KW,一般用在大型地面電站。

  并網逆變器是連接光伏陣列和電網的關鍵部件,除了把組件發出來的直流電變成電網能接收的交流電外,還有以下特殊功能:

  1)最大功率追蹤MPPT功能

  當日照強度和環境溫度變化時,光伏組件輸入功率呈現非線性變化,如圖所示,從圖上看出:光伏組件既不是恒壓源,也不是恒流源,它的功率隨著輸出電壓改變而改變,和負載沒有關系。它的輸出電流隨著電壓升高一開始是一條水平線,到達一定功率時,隨著電壓升高而降低,當到達組件開路電壓時,電流下降到零。

  光伏組件的輸出功率受日照強度、環境溫度等因素的影響。當光照強度減小時,光伏組件的開路電壓降低,短路電流減小,最大輸出功率減小;當光伏組件溫度下降時,組件的短路電流減小,但組件的開路電壓升高,最大輸出功率增加;在組件溫度和日照強度一定的情況下,同一塊組件只有唯一的最大功率輸出點,MPPT功能就是最大功率跟蹤功能,通過調整直流電壓和輸出電流,使太陽能組件始終工作在最大工作點,輸出當前溫度和日照條件下的最大功率。

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  常見的最大功率跟蹤控制方法主要有:定電壓跟蹤法(CVT),將光伏組件的端電壓固定在某一個固定值,特點是控制簡單,穩定性好;功率計算法,電流尋優法,擾動觀察法,增量電導法等經典控制算法以及最優梯度法、模糊邏輯控制法等、神經元網絡控制法等現代控制算法。

  2)孤島效應的檢測及控制

  在正常發電時,光伏并網發電系統連接在大電網上,向電網輸送有功功率,但是,當電網失電時,光伏并網發電系統可能還在持續工作,并和本地負載處于獨立運行狀態,這種現象被稱為孤島效應。逆變器出現孤島效應時,會對人身安全,電網運行,逆變器本身造成極大的安全隱患,因此逆變器入網標準規定,光伏并網逆變器必須有孤島效應的檢測及控制功能。

  孤島效應的檢測方法有被動式檢測和主動式檢測,被動式檢測方法檢測并網逆變器輸出端電壓和電流的幅值,逆變器不向電網加干擾信號,通過檢測電流相位偏移和頻率等參數是否超過規定值,來判斷電網是否停電;這種方式不為造成電網污染,也不會有能量損耗;而主動式檢測是指并網逆變器主動、定時地對電網施加一些干擾信號,如頻率移動和相位移動,由于電網可以看成是一個無窮大的電壓源,有電網時這些干擾信號就會被電網吸收,電網如果發生停電,這些干擾信號就會形成正反饋,最終會形成頻率或電壓超標,由此可以判斷是否發生了孤島效應。

 

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