逆變器的技術(shù)創(chuàng)新 讓光伏電站更具發(fā)展前景

曾幾何時(shí)，光伏發(fā)電因?yàn)楣庹諒?qiáng)度和溫度的變化，逆變器輸出功率波動大，對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，而被稱為垃圾電而受到限制。隨著技術(shù)的進(jìn)步，光伏逆變器完善了多種保護(hù)功能，增加了低（零）電壓穿越，SVG無功補(bǔ)償，防PID，逆變器儲能等功能，不僅光伏電站自身越來越安全，而且還可以解決電網(wǎng)中一些故障，如在電網(wǎng)出現(xiàn)短時(shí)間劇烈振蕩時(shí)，支撐電網(wǎng)一段時(shí)間，電網(wǎng)功率因素低時(shí)，還可以發(fā)出無功，提高功率因素，加入儲能電池后，可以在波谷時(shí)吸收電能，波峰時(shí)釋放電能，起到削峰填谷的作用；通過向組件輸入反向直流電，或者負(fù)極接地，還可以延緩組件的PID，提高組件的壽命。

　　1、光伏電站更具安全性

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)包括組件，支架，匯流箱，配電柜，逆變器，電纜等配件，其中智能逆變器有大腦“CPU”，具備主動檢測和預(yù)防功能，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或者組件發(fā)生故障，逆變器通過電流傳感器和電壓采樣，大腦“CPU”作出判斷，指示“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”接觸器或者斷路器斷開，以保護(hù)人身，電網(wǎng)，設(shè)備的安全。逆變器集成了漏電流保護(hù)、直流分量保護(hù)、絕緣阻抗檢測保護(hù)、防雷保護(hù)等多項(xiàng)功能。

　　逆變器里面的交流接觸器，直流斷路器，交流斷路器安裝地方不同，功能也不一樣，交流接觸器承擔(dān)常規(guī)性的開機(jī)關(guān)機(jī)動作。直流斷路器主要作用是斷開組件和逆變器之間的連接，當(dāng)組件或直流電纜發(fā)生短路、接地；逆變器母線電容，IGBT發(fā)生短路，必須要斷開直流開關(guān)。

　　從安全的角度出發(fā)，集中式逆變器輸入直流開關(guān)和交流開關(guān)均采用塑殼斷路器，斷路器有自動過流和短路保護(hù)功能，在逆變器出現(xiàn)短路故障時(shí)，能及時(shí)把太陽能電池正負(fù)極分開，切斷電網(wǎng)和逆變器的聯(lián)系。

　　采用合適的熔斷器。電氣火災(zāi)的特點(diǎn)是燃燒速度非?？?，一瞬間就會把一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備損壞，電氣萬一發(fā)生了火災(zāi)，首先要想辦法迅速切斷火災(zāi)范圍內(nèi)的電源回路。熔斷器俗稱保險(xiǎn)絲，在電路發(fā)生短路時(shí)，能迅速切斷電路，避免更大的損失，因此在電力行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。

　　Growatt組串式逆變器內(nèi)置高精度RCD（殘余電流檢測）保護(hù)模塊，在人不慎觸碰PV+，漏電流超過限值時(shí)把PID抑制模塊切斷，以保障人身安全。

　　2、低（零）電壓穿越功能

　　公共電網(wǎng)連接到千萬家，一旦某個(gè)網(wǎng)點(diǎn)發(fā)電短路事故，保護(hù)裝置會立刻切斷負(fù)載，但在這個(gè)極短的時(shí)間內(nèi)，電網(wǎng)電壓會拉低，這時(shí)如果網(wǎng)內(nèi)的光伏電站也停機(jī)，電網(wǎng)雪上加霜，恢復(fù)時(shí)間更長。光伏逆變器的低（零）電壓穿越功能，就是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障出現(xiàn)短時(shí)間電壓低時(shí)，逆變器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不脫網(wǎng)，并向電網(wǎng)注入無功，幫助電網(wǎng)恢復(fù)電壓。

　　3、光伏逆變器SVG無功補(bǔ)償

　　SVG是一種靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置。通過調(diào)節(jié)電壓的幅值和相位，或者控制交流側(cè)電流，迅速吸收或者發(fā)出所需的無功功率，實(shí)現(xiàn)快速動態(tài)調(diào)節(jié)無功的目的，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、優(yōu)質(zhì)地運(yùn)行。光伏電站需要多大的SVG？國標(biāo)要求一般光伏電站配置的無功容量為電站容量的25%，再加上5%的浮動，就是20%-30%。

　　光伏電站配置無功補(bǔ)償裝置，既提高了造價(jià)，也造成運(yùn)行中的很大損耗。逆變器也具備發(fā)無功的能力，古瑞瓦特逆變器在滿載運(yùn)行時(shí)可以實(shí)現(xiàn)正負(fù)0.9的無功，在夜間，甚至可以輸出100%的無功，充分發(fā)掘并網(wǎng)光伏逆變器的調(diào)節(jié)潛力，既使系統(tǒng)性能指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，在一些情況下還能為電網(wǎng)提供無功輔助服務(wù)，提高供電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)多方共贏。

　　4、逆變器的反PID技術(shù)

　　光伏電站現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，在建成1至2年后出現(xiàn)部分組件功率大幅下降的現(xiàn)象，有些組件功率衰減竟高達(dá)50%以上。組件衰減誘因很多，如光致衰減、老化衰減、隱裂、電池片破裂等，其中重要原因之一是組件PID效應(yīng)。

　　為了抑制PID效應(yīng)，組件廠家從材料、結(jié)構(gòu)等方面做了大量的工作并取得了一定的進(jìn)展；如可采用抗PID材料、防PID電池和封裝技術(shù)等。實(shí)踐中，PID問題的防治更多的是從逆變器端進(jìn)行。從逆變器角度可采用以下三種方案

　?。?）負(fù)極直接接地方案，將光伏組件或逆變器的負(fù)極通過電阻或保險(xiǎn)絲直接接地，使電池板負(fù)極對大地的電壓與接地金屬邊框保持在等電位，消除負(fù)偏壓，該方案多用于集中式逆變器。

　?。?）負(fù)極虛擬接地方案，利用模擬中性點(diǎn)裝置和電壓調(diào)整裝置，等效將UN抬升，使得U－大于0，消除負(fù)偏壓，達(dá)到負(fù)極虛擬接地的目的。

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