光伏逆变器的功能作为光伏电站的转换设备,光伏逆变器在整个电站中起着重要的作用。光伏系统的核心器件逆变器将光伏组件产生的直流电转换成正弦波电流,接入负载或并入电网。主要作用是将太阳能电池板产生的直流电转换成家用电器使用的交流电。

光伏逆变器在光伏电站中的作用:

光伏逆变器不仅具有直流到交流的转换功能,还具有最大化太阳能电池的功能和维护系统故障的功能。总结一下,有有功运行停机功能、最大功率跟踪控制功能、独立运行防止功能(并网系统)、有功电压调节功能(并网系统)、DC检测功能(并网系统)、DC接地检测功能(并网系统)。这里简单介绍一下主动运行和停机以及最大功率跟踪和控制的功能。

1、主动运行和停机功能:早晨日出后,太阳辐射强度逐渐增大,太阳能电池的输出也随之增大。当达到逆变器任务所需的输出功率时,逆变器开始主动运行。运行后,逆变器会一直观察太阳能电池组件的输出。只要太阳能电池组件的输出功率大于逆变器任务所需的输出功率,逆变器就会继续运行。直到日落,逆变器甚至可以在雨天运行。当太阳能电池模块的输出变小并且逆变器的输出接近零时,逆变器形成待机模式。

2、最大功率跟踪控制功能:太阳能电池组件的输出随太阳辐射的强度和太阳能电池组件本身的温度(芯片温度)而变化。因为其他太阳能电池组件都有电压随电流增大而减小的特性,所以存在一个能获得最大功率的最佳任务点。太阳的辐射强度在变化,显而易见的最佳任务点也在变化。结合这些变化,太阳能电池组件的任务点总是在最大功率点,系统总是从太阳能电池组件获得最大功率输出,这就是最大功率跟踪控制。用于太阳能发电系统的逆变器的最大特点是它包括最大功率点跟踪(MPPT)功能。

光伏逆变器的功能光伏电站中光伏逆变器的主要功能:

1)最大功率跟踪的MPPT函数

当日照强度和环境温度变化时,光伏组件的输入功率呈非线性变化,如图所示。从图中可以看出,光伏组件既不是恒压源,也不是恒流源,其功率随输出电压变化,与负载无关。它的输出电流随着电压的增大起初是一条水平线,当达到一定功率时随着电压的增大而减小。当它达到元件的开路电压时,电流降到零。

2)孤岛效应的检测和控制

正常发电时,并网光伏发电系统接入大电网,向电网输送有功功率。然而,当电网失去电力时,并网光伏发电系统可以继续工作,独立于当地负荷运行。这种现象被称为孤岛效应。当逆变器发生孤岛效应时,会对人身安全、电网运行和逆变器本身造成极大的安全隐患。因此,并网光伏逆变器必须具备孤岛检测和控制功能。

3)电网检测和并网功能

并网发电前,逆变器需要从电网中取电,检测电能传输的参数如电压、频率、相序等。然后调整自身发电参数与电网电气参数同步,然后并网发电就完成了。

4)零(低)电压穿越功能

当电力系统事故或扰动导致光伏电站并网点电压暂时下降时,在一定的电压下降范围和时间间隔内,光伏

(1) DC母线过电压保护。逆变器持续检测DC总线电压。当DC电压多次高于1 000 V时,逆变器断开交流接触器,停止向电网供电。

(2)交流过压保护。连续检测逆变器的电网电压,当检测到的电网电压超过规定的允许电压范围时,逆变器断开交流接触器;如果电网电压下降到允许的低电压穿越范围内(20%),低电压穿越功能动作,逆变器报警,并且电网电压没有在允许的低电压穿越时间内恢复,逆变器断开交流接触器并停止向电网供电。

(3)交流频率保护。连续检测逆变器电网频率。当检测到电网频率超过规定的允许频率范围时,逆变器将在0.2 s内断开交流接触器,并停止向电网供电。

(4)反极性保护。当DC输出电压低于100 V,且程序检测到DC反向电流大于40 A左右时,变频器会提示极性反接保护并禁止运行。

(5)短路保护。持续检测逆变器的电网电流。当检测到电网电流大于1.5倍额定电流时,逆变器断开交流接触器,停止向电网供电。

(6)孤岛效应保护。同时,逆变器采用无源和有源孤岛检测算法对电网进行检测。一旦检测到孤岛现象,逆变器断开交流接触器,使逆变器与电网分离。

(7)过温保护。当温度传感器检测到IGBT散热器温度超过限值时,变频器会断开交流接触器。

(8) DC过载保护。连续检测逆变器的DC输入功率。当检测到DC输入功率大于限值时,逆变器自动将最大输出交流功率限制在可控范围内。