光伏逆變器的簡單選型

　　一、光伏逆變器工作原理

　　逆變裝置的核心，是逆變開關(guān)電路，簡稱為逆變電路。該電路通過電力電子開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，來完成逆變的功能。

逆變器簡單原理圖

　　二、光伏逆變器的主要技術(shù)指標(biāo)

　　1、輸出電壓的穩(wěn)定度 

　　在光伏系統(tǒng)中，太陽電池發(fā)出的電能先由蓄電池儲存起來，然后經(jīng)過逆變器逆變成220V或380V的交流電。但是蓄電池受自身充放電的影響，其輸出電壓的變化范圍較大，如標(biāo)稱12V的蓄電池，其電壓值可在10．8～14．4V之間變動(超出這個范圍可能對蓄電池造成損壞)。對于一個合格的逆變器，輸入端電壓在這個范圍內(nèi)變化時，其穩(wěn)態(tài)輸出電壓的變化量應(yīng)不超過額定值的±5％，同時當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時，其輸出電壓偏差不應(yīng)超過額定值的±10％。

　　2、輸出電壓的波形失真度

　　對正弦波逆變器，應(yīng)規(guī)定允許的最大波形失真度(或諧波含量)。通常以輸出電壓的總波形失真度表示，其值應(yīng)不超過5％(單相輸出允許l0％)。由于逆變器輸出的高次諧波電流會在感性負(fù)載上產(chǎn)生渦流等附加損耗，如果逆變器波形失真度過大，會導(dǎo)致負(fù)載部件嚴(yán)重發(fā)熱，不利于電氣設(shè)備的安全，并且嚴(yán)重影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

　　3、額定輸出頻率

　　對于包含電機(jī)之類的負(fù)載，如洗衣機(jī)、電冰箱等，由于其電機(jī)最佳頻率工作點為50Hz，頻率過高或者過低都會造成設(shè)備發(fā)熱，降低系統(tǒng)運(yùn)行效率和使用壽命，所以逆變器的輸出頻率應(yīng)是一個相對穩(wěn)定的值，通常為工頻50Hz，正常工作條件下其偏差應(yīng)在±l％ 以內(nèi)。

　　4、負(fù)載功率因數(shù)

　　表征逆變器帶感性負(fù)載或容性負(fù)載的能力。正弦波逆變器的負(fù)載功率因數(shù)為0．7～0．9，額定值為0．9。在負(fù)載功率一定的情況下，如果逆變器的功率因數(shù)較低，則所需逆變器的容量就要增大，一方面造成成本增加，同時光伏系統(tǒng)交流回路的視在功率增大，回路電流增大，損耗必然增加，系統(tǒng)效率也會降低。

　　5、逆變器效率

　　逆變器的效率是指在規(guī)定的工作條件下，其輸出功率與輸入功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示，一般情況下，光伏逆變器的標(biāo)稱效率是指純阻負(fù)載，80％負(fù)載情況下的效率。 由于光伏系統(tǒng)總體成本較高，在光伏系統(tǒng)中，太陽電池發(fā)出的電能先由蓄電池儲存起來，然后經(jīng)過逆變器逆變成220V或380V的交流電。但是蓄電池受自身充放電的影響，其輸出電壓的變化范圍較大，如標(biāo)稱12V的蓄電池，其電壓值可在10．8～14．4V之間變動(超出這個范圍可能對蓄電池造成損壞)。對于一個合格的逆變器，輸入端電壓在這個范圍內(nèi)變化時，其穩(wěn)態(tài)輸出電壓的變化量應(yīng)不超過額定值的±5％，同時當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時，其輸出電壓偏差不應(yīng)超過額定值的±10％。

　　6、額定輸出電流(或額定輸出容量) 

　　表示在規(guī)定的負(fù)載功率因數(shù)范圍內(nèi)逆變器的額定輸出電流。有些逆變器產(chǎn)品給出的是額定輸出容量，其單位以ＶＡ或ｋＶＡ表示。逆變器的額定容量是當(dāng)輸出功率因數(shù)為１（即純阻性負(fù)載）時，額定輸出電壓為額定輸出電流的乘積。

　　7、保護(hù)措施

　　一款性能優(yōu)良的逆變器，還應(yīng)具備完備的保護(hù)功能或措施，以應(yīng)對在實際使用過程中出現(xiàn)的各種異常情況，使逆變器本身及系統(tǒng)其他部件免受損傷。

　　(1)輸入欠壓保戶：

　　當(dāng)輸入端電壓低于額定電壓的85％ 時，逆變器應(yīng)有保護(hù)和顯示。

　　(2)輸入過壓保戶：

　　當(dāng)輸入端電壓高于額定電壓的130％時，逆變器應(yīng)有保護(hù)和顯示。

　　(3)過電流保護(hù)：

　　逆變器的過電流保護(hù)，應(yīng)能保證在負(fù)載發(fā)生短路或電流超過允許值時及時動作，使其免受浪涌電流的損傷。當(dāng)工作電流超過額定的150％ 時，逆變器應(yīng)能自動保護(hù)。

　　(4)輸出短路保戶

　　逆變器短路保護(hù)動作時間應(yīng)不超過0．5s。

　　(5)輸入反接保護(hù)：

　　當(dāng)輸入端正、負(fù)極接反時，逆變器應(yīng)有防護(hù)功能和顯示。

　　(6)防雷保護(hù)：

　　逆變器應(yīng)有防雷保護(hù)。

　　(7)過溫保護(hù)等。

　　另外，對無電壓穩(wěn)定措施的逆變器 ，逆變器還應(yīng)有輸出過電壓防護(hù)措施，以使負(fù)載免受過電壓的損害。

　　8、起動特性

　　表征逆變器帶負(fù)載起動的能力和動態(tài)工作時的性能。逆變器應(yīng)保證在額定負(fù)載下可靠起動。

　　9．噪聲

　　電力電子設(shè)備中的變壓器、濾波電感、電磁開關(guān)及風(fēng)扇等部件均會產(chǎn)生噪聲。逆變器正常運(yùn)行時，其噪聲應(yīng)不超過８０ｄＢ，小型逆變器的噪聲應(yīng)不超過６５ｄＢ。

　　三、光伏逆變器的簡單

　　逆變器的選用，首先要考慮具有足夠的額定容量，以滿足最大負(fù)荷下設(shè)備對電功率的要求。對于以單一設(shè)備為負(fù)載的逆變器，其額定容量的選取較為簡單。

　　當(dāng)用電設(shè)備為純阻性負(fù)載或功率因數(shù)大于0．9時，選取逆變器的額定容量為用電設(shè)備容量的1．1～1．15倍即可。同時逆變器還應(yīng)具有抗容性和感性負(fù)載沖擊的能力。

　　對一般電感性負(fù)載，如電機(jī)、冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、大功率水泵等，在起動時，其瞬時功率可能是其額定功率的5～6倍，此時，逆變器將承受很大的瞬時浪涌。針對此類系統(tǒng)，逆變器的額定容量應(yīng)留有充分的余量，以保證負(fù)載能可靠起動，高性能的逆變器可做到連續(xù)多次滿負(fù)荷起動而不損壞功率器件。小型逆變器為了自身安全，有時需采用軟起動或限流起動的方式。

　　另外，逆變器還要有一定的過載能力，當(dāng)輸入電壓與輸出功率為額定值，環(huán)境溫度為25℃時，逆變器連續(xù)可靠工作時間應(yīng)不低于4h；當(dāng)輸入電壓為額定值，輸出功率為額定值的125％時，逆變器安全工作時間應(yīng)不低于lmin；當(dāng)輸入電壓為額定值，輸出功率為額定值的150％時，逆變器安全工作時間應(yīng)不低于10s

　　應(yīng)用舉例：

　　光伏系統(tǒng)中主要負(fù)載是150W 的電冰箱，正常工作時選擇額定容量為180w 的交流逆變器即能可靠工作，但是由于電冰箱是感性負(fù)載，在起動瞬間其功率消耗可達(dá)額定功率的5～6倍之多，因此逆變器的輸出功率在負(fù)載起動時可達(dá)到800W，考慮到逆變器的過載能力，選用500W逆變器即能可靠工作。

當(dāng)系統(tǒng)中存在多個負(fù)載時，逆變器容量的選取還應(yīng)考慮幾個用電負(fù)載同時工作的可能性，即“負(fù)載同時系數(shù)”。 

　　在光伏系統(tǒng)中，太陽電池發(fā)出的電能先由蓄電池儲存起來，然后經(jīng)過逆變器逆變成220V或380V的交流電。但是蓄電池受自身充放電的影響，其輸出電壓的變化范圍較大，如標(biāo)稱12V的蓄電池，其電壓值可在10．8～14．4V之間變動(超出這個范圍可能對蓄電池造成損壞)。對于一個合格的逆變器，輸入端電壓在這個范圍內(nèi)變化時，其穩(wěn)態(tài)輸出電壓的變化量應(yīng)不超過額定值的±5％，同時當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時，其輸出電壓偏差不應(yīng)超過額定值的±10％。