轻松读懂光伏逆变器技术参数

qq_2512262471 2021-01-18 11:24:17
轻松读懂光伏逆变器技术参数

在能源短缺越来越严重,环境质量越来越恶化的当今世界。太阳能作为最清洁的能源之一,并以其分布广泛、长久利用的特性,让越来越多的人们,越来越清晰地意识到;撒落于世界各个角落的阳光,不仅仅是自然赐予生命亘古不变的光热。
随着近年来光伏产业规模的日益壮大,科学技术的不断突破和推广;太阳能发电,将逐步走入千家万户的日常生活中。
非电子专业,或兴趣使然,或职业所需,走进光伏产品展厅,游走在各公司的高房阔瓦式精装展位间,驻足于琳琅满目的产品前,欣赏着厚质沉稳的铝铸铁制机壳、光可鉴人的喷漆箱体,最后带走一摞摞精美的铜版纸彩页。
浏览彩页,一番赏心悦目之后,了解一下各个技术参数的意思:
一、整机分类
一般光伏逆变器按输出相数,分为单相逆变器和三相逆变器。
按功率大小,分为组串式和基站式。前者通常在10KW以下,后者则在10KW以上。家用的通常是组串式,体积不大,悬挂安装。
按功能用途,可分为光伏离网逆变器和光伏并网逆变器。光伏离网逆变器,是指太阳能电池板上的直流电,经逆变器逆变后,直接送到交流负载上,与国家电网不连接。光伏并网逆变器,则是将逆变后的电能输送到国家电网上。从技术难度上讲,并网逆变器的技术要求要高于离网逆变器。
(电力电子技术中,将直流电变为交流电,这一过程称为逆变;交流电变为直流电,称为整流;直流电变直流电,称为斩波。)
此外,在并网逆变器使用时,基于光伏电池板与市电是否隔离,分为带变压器和不带变压器两大类。带变压器隔离的,分为带工频变压器和带高频变压器。而不带隔离变压器的逆变器,通常称为高频链逆变器。带隔离变压器,使太阳能电池板与市电隔离,人身接触太阳能电池板时,不易产生安全隐患。
二、参数解读
电压、电流、功率,这三个参数相信大家都理解的,初、高中物理便有解释,此处不再赘述。
这里将介绍,一般光伏逆变器彩页里,经常提到的几个专业参数:
1、最大功率电压跟踪范围
这个参数常会和英文缩写MPPT同时出现。MPPT,Maximum Power Point Tracking,译为“最大功率点跟踪”。
这是针对于太阳能发电池板的发电效率而言。由于地球表面的太阳光照强度是随时间而变动的,即早上日出和下午日落时分的光照强度要弱于正午时分;所以太阳能电池板发出的功率是变化的。此时,要使太阳能电池板发电效率最大化,就必须不断地变化太阳能电池板的输出电压,从而找到其峰值功率点。
2、电流波形畸变率
这个参数的英文缩写为THD,全称是total harmonic distortion,正确的中文翻译为总谐波畸变率。
总谐波畸变率的定义为:谐波含量与基波分量的比值的百分数。
这个定义牵涉到相关高数知识和电气工程知识,一般类似《电气工程基础》的书籍都有介绍。此处,不再赘述。
电网中电压和电流最理想的波形是正弦波。谐波含量越大,总谐波畸变率就越高,电压或电流的波形就越不像正弦波。这无论对用电设备还是发电和电力传输设备,都有恶劣的影响。对用户而言,谐波污染加重了电器设备的老化,也容易引起电磁干扰,影响通讯质量。对电力公司而言,谐波不仅存在上述问题,而且还增大了传输损耗。
因此,控制谐波污染,是各方面所乐见,且必须执行的重要任务。各个国家对光伏并网逆变器的总谐波畸变率,有着严格的强制要求的。各公司的光伏并网逆变器需达到各国的标准,才能进入市场。
3.、功率因数
在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S。功率因数在一定程度上反映了发电机容量得以利用的比例,是合理用电的重要指标。
这个参数,通常是对用电设备而言的。功率因数越高,则对电能的利用率越高。电力公司为了提高电网电能的利用率,对用户负载的功率因数作出了限制。用户负载的功率因数若达不到电力公司的要求,电力公司就会对用户收取额外的电费,叫做力率调整电费。
虽然大多数光伏逆变器都把功率因数列为一个衡量其产品质量的技术指标之一。但功率因素,对不同类型的光伏逆变器而言,意义并不相同。
如前文所言,光伏逆变器按功能用途分为两大类,有光伏离网逆变器和光伏并网逆变器之别。
对光伏离网逆变器而言,功率因数的作用类似于UPS(不间断供电电源)。这两个产品的对功率因素的追求,并不一味地越高越好。还要考虑它们输出端的负载特性。一些UPS和光伏离网逆变器厂商将产品的输出功率因数定为0.8左右。
但是光伏并网逆变器在整个电力系统的作用比较特殊。功率因数对光伏并网逆变器的意义,就又发生改变了。光伏并网逆变器在工作时,输出的电压必然被电网电压拖住,电网电压就是光伏并网逆变器的电压。于此同时,电网的电压和电网的电流是几乎同步的。若光伏逆变器的输出电流不能和电压同步,从谐波角度分析,就相当于给电网电流灌入了谐波污染。所以光伏并网逆变器的功率因数,一般要求都很高。金太阳认证中要求,当逆变器的输出大于其额定输出的50%时,平均功率因数应不小于0.90(超前或滞后)。一般厂家的彩页都注明其产品的功率因素≧99%。
4.、最大效率和欧洲效率
效率对大多数人而言,都比较好理解解。输出能量与输入能量的百分比就是效率了。无论哪种机器,当然希望其效率越高越好,损耗越少越理想。不过看了光伏逆变器彩页之后,大多数人就又会心生疑惑了。为什么会有两个效率参数?有什么不同呢?
其实答案很简单。最大效率是指,光伏并网逆变器处于额定功率时,直流电能转换为220V市电交流电能的效率。但是有一个问题,太阳光的光照强度,在一天之内并不是恒定不变的,所以光伏并网逆变器不是一直工作于额定功率下。也就是说,光用一个最大效率,不能完整地表述出逆变器性能的优劣。
于是就人们就制定了一个更加合理的性能指标,叫欧洲效率。那么欧洲效率如何定义呢?在网上查得:欧洲效率是由不同负载情况下的效率,按照不同比重累加得到。下图为欧洲效率计算比重:
欧洲效率计算比重
由上图可知,欧洲效率并不单单测量额定功率下,逆变器的转换效率,还要测量在轻载情况的转换效率,其中半载时的转换效率所占的比重最大。
以上列举的,是一般光伏逆变器彩页中最常见的几个参数。希望本文的解读方式,能在你了解光伏逆变器中有所帮助。
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