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光伏逆變器的作用和功能
2022-06-20

光伏逆變器的作用 光伏逆變器作為光伏電站的轉(zhuǎn)換設(shè)備，其功能與作用在整個(gè)電站起著重要作用。光伏逆變器將光伏組件所發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)變成正弦波電流，接入負(fù)載或者并入到電網(wǎng)中，是光伏系統(tǒng)中核心器件。最主要的功能是把太陽能電池板所發(fā)的直流電轉(zhuǎn)化成家電使用的交流電。 光伏逆變器在光伏電站中的作用： 光伏逆變器不只具有直交流變換功用，還具有最大限制地發(fā)揚(yáng)太陽電池功能的功用和系統(tǒng)毛病維護(hù)功用。歸結(jié)起來有主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)和停機(jī)功用、最大功率跟蹤節(jié)制功用、防獨(dú)自運(yùn)轉(zhuǎn)功用（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、主動(dòng)電壓調(diào)整功用（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流檢測功用（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流接地檢測功用（并網(wǎng)系統(tǒng)用）。這里簡略引見主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)和停機(jī)功用及最大功率跟蹤節(jié)制功用。 1、主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)和停機(jī)功用：早晨日出后，太陽輻射強(qiáng)度逐步加強(qiáng)，太陽電池的輸出也隨之增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)逆變器任務(wù)所需的輸出功率后，逆變器即主動(dòng)開端運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)后，逆變器便每時(shí)每刻看管太陽電池組件的輸出，只需太陽電池組件的輸出功率大于逆變器任務(wù)所需的輸出功率，逆變器就繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn);直到日落停機(jī)，即便陰雨天逆變器也能運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)太陽電池組件輸出變小，逆變器輸出接近0時(shí)，逆變器便構(gòu)成待機(jī)形態(tài)。 2、最大功率跟蹤節(jié)制功用：太陽電池組件的輸出是隨太陽輻射強(qiáng)度和太陽電池組件本身溫度（芯片溫度）而轉(zhuǎn)變的。別的因?yàn)樘栯姵亟M件具有電壓隨電流增大而下降的特征，因而存在能獲取最大功率的最佳任務(wù)點(diǎn)。太陽輻射強(qiáng)度是轉(zhuǎn)變著的，明顯最佳任務(wù)點(diǎn)也是在轉(zhuǎn)變的。相關(guān)于這些轉(zhuǎn)變，一直讓太陽電池組件的任務(wù)點(diǎn)處于最大功率點(diǎn)，系統(tǒng)一直從太陽電池組件獲取最大功率輸出，這種節(jié)制就是最大功率跟蹤節(jié)制。太陽能發(fā)電系統(tǒng)用的逆變器的最大特點(diǎn)就是包羅了最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）這一功用。 光伏逆變器功能 光伏逆變器在光伏電站中的主要功能： 1）最大功率追蹤MPPT功能 當(dāng)日照強(qiáng)度和環(huán)境溫度變化時(shí)，光伏組件輸入功率呈現(xiàn)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(fù)載沒有關(guān)系。它的輸出電流隨著電壓升高一開始是一條水平線，到達(dá)一定功率時(shí)，隨著電壓升高而降低，當(dāng)?shù)竭_(dá)組件開路電壓時(shí)，電流下降到零。 2）孤島效應(yīng)的檢測及控制 在正常發(fā)電時(shí)，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)連接在大電網(wǎng)上，向電網(wǎng)輸送有功功率，但是，當(dāng)電網(wǎng)失電時(shí)，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可能還在持續(xù)工作，并和本地負(fù)載處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為孤島效應(yīng)。逆變器出現(xiàn)孤島效應(yīng)時(shí)，會(huì)對人身安全，電網(wǎng)運(yùn)行，逆變器本身造成極大的安全隱患，因此逆變器入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，光伏并網(wǎng)逆變器必須有孤島效應(yīng)的檢測及控制功能。 3）電網(wǎng)檢測及并網(wǎng)功能 并網(wǎng)逆變器在并網(wǎng)發(fā)電之前，需要從電網(wǎng)上取電，檢測電網(wǎng)送電的電壓、頻率、相序等等參數(shù)，然后調(diào)整自身發(fā)電的參數(shù)，與電網(wǎng)電參數(shù)同步一致，完成之后才會(huì)并網(wǎng)發(fā)電。 4）零（低）電壓穿越功能 當(dāng)電力系統(tǒng)事故或擾動(dòng)，引起光伏發(fā)電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓出現(xiàn)電壓暫降，在一定的電壓跌落范圍內(nèi)和時(shí)間間隔內(nèi)，光伏發(fā)電站能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。 光伏逆變器的保護(hù)功能 逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部重要的電氣設(shè)備，其設(shè)備本身所配備的各類保護(hù)功能較為完善，具體有如下基本保護(hù)功能。 （1）直流母線過電壓保護(hù)。逆變器通過持續(xù)檢測直流母線電壓，當(dāng)連續(xù)數(shù)次檢測到直流電壓高于 1 000 V 時(shí)，逆變器斷開交流接觸器，停止向電網(wǎng)供電。 （2）交流過欠壓保護(hù)。逆變器對電網(wǎng)電壓進(jìn)行持續(xù)檢測，當(dāng)檢測到電網(wǎng)電壓超出規(guī)定的電壓允許值范圍時(shí)，逆變器斷開交流接觸器;如果電網(wǎng)電壓在低電壓穿越允許范圍（20%）內(nèi)的跌落，低電壓穿越功能動(dòng)作，同時(shí)逆變器報(bào)警運(yùn)行，在低電壓穿越允許時(shí)間內(nèi)，電網(wǎng)電壓沒有恢復(fù)，則逆變器斷開交流接觸器，停止向電網(wǎng)供電。 （3）交流頻率保護(hù)。逆變器對電網(wǎng)頻率進(jìn)行持續(xù)檢測，當(dāng)檢測到電網(wǎng)頻率超出規(guī)定的頻率允許值范圍時(shí)，逆變器會(huì)再 0.2 s 內(nèi)斷開交流接觸器，停止向電網(wǎng)供電。 （4）極性反接保護(hù)。當(dāng)直流輸出電壓低于 100 V 數(shù)值，程序檢測到直流有反向電流大于 40 A 左右時(shí)，逆變器提示極性反接保護(hù)，禁止運(yùn)行。 （5）短路保護(hù)。逆變器對電網(wǎng)電流進(jìn)行持續(xù)檢測，當(dāng)檢測到電網(wǎng)電流大于 1.5 倍額定電流時(shí)，逆變器斷開交流接觸器，停止向電網(wǎng)供電。 （6）孤島效應(yīng)保護(hù)。逆變器同時(shí)采用被動(dòng)式和主動(dòng)式孤島檢測算法，對電網(wǎng)進(jìn)行檢測，一旦檢測到孤島現(xiàn)象逆變器斷開交流接觸器，使逆變器與電網(wǎng)脫離。 （7）過溫保護(hù)。當(dāng)溫度傳感器檢測到 IGBT 散熱器溫度超過限制，逆變器斷開交流接觸器。 （8）直流過載保護(hù)。逆變器對直流側(cè)輸入功率進(jìn)行持續(xù)檢測，當(dāng)檢測到直流輸入功率大于限制時(shí)，逆變器自動(dòng)限制最大輸出交流功率至可控范圍內(nèi)。

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