光伏逆變器基礎知識

暖通南社 發佈 2022-12-26T22:42:19.763122+00:00

離網逆變器輸出的是電壓,主要用於儲能系統,以及偏遠地區電網無法抵達的地方。併網逆變器輸出的是電流,主要用於併網系統,通過發電給電網獲得收益或者自用。

太陽能逆變器:

光伏逆變器分類:

逆變按照功能來分,主要分為併網逆變器及離網逆變器。

離網逆變器輸出的是電壓,主要用於儲能系統,以及偏遠地區電網無法抵達的地方。

併網逆變器輸出的是電流,主要用於併網系統,通過發電給電網獲得收益或者自用。

併網逆變器:分為隔離逆變器和非隔離逆變器(工頻逆變器、高頻逆變器、高頻非隔離逆變器)。

逆變器按照功率等級來分一般分為微型逆變器,組串式及集中式逆變器。

逆變器的首要任務是將由太陽能電池板接收太陽光後轉化出來的直流電轉化為家庭和工業能夠使用的交流電;只要需要將直流轉變為交流的地方都需要逆變器。

逆變器在光伏發電系統中的位置:

逆變器的主要功能是將組件產生的直流電轉換成可以併網的交流電:

逆變器的原理及組成部分:

主要組成部分如下(市面上大體都差不多,以歐姆尼克為例):

逆變器主要組成部分可分為,外殼及端子,散熱器,顯示屏,控制板,電源板,功率板。

其中:

1:外殼及端子,用於接線及防護。

2:散熱器,用於逆變器的系統散熱。

3:顯示屏,顯示逆變器的狀態及數據。

4:電源板,用於逆變器的內部供電。

5:控制板,核心部件,逆變器功能控制,各種算法控制。

6:功率板,核心部分,主要電路都集成與功率板上。

電氣原理圖拓撲及器件組成:

輸入濾波,上圖中對應1,用於防止系統,引起的直流端的電能干擾。

升壓部分,上圖對應2,用於將電池板輸出的低直流電壓升至高直流電壓,用以逆變。

母線電容,上圖中2和3中間部分,用於穩定直流電壓,防止其波動。

逆變部分,上圖中對應3,用於將直流電壓轉換為交流電壓。

輸出電感,上圖中對應4,用於改善輸出電流的波形,減小電流的諧波,提高電能質量。

輸出繼電器,對應5,輸出的斷點擊併網控制。

輸出測濾波,對應6,用於防止系統,引起的交流端的電能干擾。

逆變器結構:

內部各個模塊:

逆變器的主要參數和含義:

光伏逆變器常用效率概念:

最大效率ŋmax:逆變器能達到的最大效率;

歐洲效率ŋ euro:在不同功率點按照歐洲當地氣象條件的加權公式計算;

加州效率ŋ cec:在不同功率點按照加洲當地氣象條件的加權公式計算;

MPPT效率ŋmppt:反應逆變器最大功率點跟蹤的精度;

整機效率ŋtot:在某個直流電壓下ŋeuro和ŋmppt 的乘積。

逆變器的主要參數和含義:

1:最大輸入功率:表示逆變器最大匹配的組件功率,建議不超過 該功率,特別是光照特別強的地方,比如國外的澳大利亞,中國的北方地區。

2:最大輸入電壓:逆變器最大輸入電壓,組件的開路電壓不能超過該電壓,否則會引起逆變器損壞。

3:額定直流電壓:該電壓下逆變器轉換效率最高。

4:MPP電壓:組件的最佳功率點追蹤的電壓,決定發電量的核心因素。

5:啟動電壓:超過該電壓,逆變器啟動,該電壓越低,發電量越高。

6:功率因數:跟電網有關,功率因素範圍越寬,對電網的適應性越強。

由於電網功率因數可能為1,所以逆變器需要依據電網的電壓波形來進行相應的調整以匹配電網。

7:總電流諧波畸變:逆變器輸出電流的失真度,國家規定不超過5%,諧波越大對電網電能質量的影響越大,諧波越低,代表電能質量越好。

8:歐洲效率:這個概念僅僅在光伏上應用,是根據歐洲光照條件,給出一個有標準配置陣列的光伏逆變器,在不同功率點的權值,用來估算逆變器的總體效率。各個功率段的效率加權平均值。

9:輸出電壓範圍:逆變器輸出的電壓範圍,該範圍越寬,逆變器對電網的適應性越強。特別在農村地區,電網非常的不穩定,低的是在170V,高的時候達到260V。

10:防護等級:逆變器對環境的適應性,一般組串的都要到IP65,及防止360°範圍內的噴水。

11:MPPT效率:即MPPT的追蹤精度,組件具有MPP的狀態,組件的輸出功率如下圖所示。

MPPT效率電池板實際發電功率與理論最大發電功率的比值;它反映逆變器最大功率點追蹤的性能,該效率越高,則發電量會高。

MPPT效率:電池板實際發電功率與理論最大發電功率的比值。

反映逆變器追蹤最大功率點的性能。

逆變器轉換效率:逆變器輸出功率與輸入功率的比值。

反映逆變器能量轉換的性能。

總轉換效率:

MPPT效率與逆變器轉換效率的乘積。

反映逆變器的整體性能。

逆變器的選型:

光伏逆變器使用連接方式:

組串型逆變器和集中型逆變器優缺點對比:

逆變器的安裝注意事項:

注意:因不合適或者不恰當的安裝環境會危及逆變器的使用壽命。

請勿安裝在太陽長期直射區域,以避免逆變器內部高溫導致的功率降額。

為了提高機器的使用壽命,請勿安裝在雨雪直接淋到的區域。

安裝地點必須要有良好的通風條件。

儘快逆變器專為戶內戶外安裝設計,為了延長逆變器的使用壽命,建議將逆變器安裝在地下室或車庫等不直接接觸陽光或雨雪的區域。

由於逆變器在工作時會產生噪音,故請勿將其安裝在臥室或經常有人活動的區域。

請按如上圖標示安裝逆變器,建議在垂直不超過15度角方向安裝逆變器。

請逆變器安裝於眼可平視方位,以方便檢查LCD顯示屏以及維護工作。

請確保您所選牆面可安裝螺絲並能夠承受逆變器的重量。確保設備穩定安裝在牆上。

不建議逆變器暴露於強烈的陽光直射,以防過熱導致功率降額。

安裝地點環境溫度建議在攝氏-20度到60度之間。

確保安裝地點的通風,通風不充足可能會影響逆變器內部電子元件的性能乃至縮短逆變器的使用壽命。

電池板:

逆變器:

電網:

逆變器常見故障有哪些?

1、 故障現象:逆變器屏幕沒有顯示

故障分析:顯示屏沒有供電

可能原因:

(1)查看組件電壓,是否滿足。

(2)組件端子正負是否接反。

(3)直流開關是否合上。

(4)是否已與電網連接,電網電壓是否正常。

解決方法:用萬用表電壓檔測量逆變器直流輸入電壓。電壓正常時,總電壓是各組件電壓之和。如果沒有電壓,依次檢測直流開關,接線端子,電纜接頭,組件等是否正常。如果有多路組件,要分開單獨接入測試。測量交流電壓是否正常。如檢查完畢均無問題,建議聯繫廠家。

2、故障現象:逆變器不併網,或者是根本不工作(死機)

故障分析:逆變器和電網沒有連接。

可能原因:

(1)交流開關沒有合上。

(2)逆變器交流輸出端子沒有接上

(3)接線時,把逆變器輸出接線端子上排鬆動了。

解決辦法:用萬用表電壓檔測量逆變器交流輸出電壓,在正常情況下,輸出端子應該有220V或者380V電壓,如果沒有,依次檢測接線端子是否有鬆動,交流開關是否閉合,漏電保護開關是否斷開。

3、PV過壓欠壓:

故障分析:直流側過壓或欠壓

可能原因:組件串聯數量過多或過少,造成電壓超過逆變器的電壓。

解決辦法:查看組件串聯數目,一般來說三相機每串串聯數目應不大於22塊,單相機的每串串聯數目應不大於13塊。

4、電網電壓錯誤:

故障分析:電網電壓和頻率過低或者過高。

解決辦法:用萬用表測量電網的電壓及頻率。按照中國的標準規定的電壓範圍195.5V-253V,頻率範圍在49.5Hz-50.2Hz。如電網電壓頻率始終超出該範圍,建議與廠家協調調寬範圍。

5、系統輸出功率偏小:達不到理想的輸出功率

故障分析:逆變器輸出未達滿功率。

可能原因:

1:太陽光較弱,本身能量就不夠

2:電池板有遮擋或者灰塵導致電池板輸出功率降低

3:交直流接線未擰緊導致接頭處產生阻抗,消耗功率

4:電網電壓過高導致逆變器降載輸出

5:組件損壞

6:逆變器溫度過高導致降載輸出

解決方案:

1:測量組件輸出端電壓及電流,計算輸入功率,看與實際輸出功率相差大不大,如相差不大,則問題原因在組件,檢查組件是否有遮擋,灰塵等,如有,則問題排除,如無,檢查組件是否有損壞,或者組件與逆變器連接處有無鬆動,如無,請聯繫組件廠家。

2:按1步驟,相差較大,檢查電網電壓是否在逆變器額定輸出附近,如不是,則為電網原因,可聯繫逆變器協助解決。如在附近,可測量逆變器溫度,一般外殼溫度超過60°就不太正常了,請聯繫逆變器廠家解決。

3:如上述步驟均無法解決問題,請聯繫逆變器廠家解決維修。

5、線纜的選型

電網阻抗過大,光伏發電用戶側消化不了,輸送出去時又因阻抗過大,造成逆變器輸出側電壓過高,引起逆變器保護關機,或者降額運行。

常見解決辦法有:

(1)加大輸出電纜,因為電纜越粗,阻抗越低。

(2)逆變器靠近併網點,電纜越短,阻抗越低。

交流電纜長度大於50米,往上選擇大一型號。

如何選擇一個高性價比逆變器?

1:高效率、高穩定性、高可靠性,是發電量高的保證

-首先從原材料開始,元器件為國際知名品牌為優,由於逆變器電子元件較多,易產生問題,建議使用主要元器件為國際知名品牌的逆變器,經得起時間的考驗。

2:產品技術和質量控制(德國質量和管控體系)

3、看關鍵參數,輸入電壓和輸出電壓的範圍,MPPT電壓範圍越寬,日發電時間越長。輸出電壓範圍越寬,意味著適應電網的能力越強,尤其我國貧困地區電網差,電壓高,需要寬範圍輸出電壓的逆變器。

4:顯示界面人性化,建議夜間仍能查看逆變器數據的逆變器,保證逆變器的實時檢測,同時有智能的遠程監控功能,有網絡的地方選擇有WIFI監控的設備,在農村地區選擇具體GPRS的移動通信功能的監控設備,通過手機或者電腦可以隨時掌控發電量和電站的運行情況,發現問題隨時處理。

5:有各項併網的認證,國內必須具有CQC的認證,國外的必須具有各個國家的當地併網認證。

7、在國外有數萬台以上,時間有三年以上,成功運行案例的公司,時間是檢驗一切的標準,有的公司為了降低成本用質量不高的元器件使用壽命一兩年就掛了,用戶的口碑才是王牌。

本文來源於網際網路,作者:歐姆尼克新能源。暖通南社整理編輯。

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