離網(wǎng)型光伏逆變器解析

在科技的發(fā)展道路上，離不開(kāi)能源的助力，特別是再科技飛速發(fā)展的今天，而地球上的能源有限，就需要科研人員不斷開(kāi)發(fā)新能源，這就再當(dāng)下最需要研發(fā)太陽(yáng)能的使用。離網(wǎng)型光伏逆變器是離網(wǎng)型光伏電站或電源的關(guān)鍵部件，不僅要考慮光伏電源本身的效率等性能，還應(yīng)考慮電源與負(fù)荷組成的整個(gè)系統(tǒng)的效率和可靠運(yùn)行。通常，評(píng)價(jià)一個(gè)離網(wǎng)型逆變器的性能有如下的技術(shù)指標(biāo)和功能：

1、輸出電壓的穩(wěn)定性

離網(wǎng)型逆變器是將蓄電池里儲(chǔ)存的能量逆變成220V或380V的交流電。但是通常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(dòng)。一個(gè)性能優(yōu)良的逆變器，應(yīng)該能在蓄電池電壓變化較大時(shí)，保持相對(duì)穩(wěn)定的輸出，電壓偏差不應(yīng)超過(guò)額定值的±15%。

2、輸出電壓的波形失真度

常見(jiàn)的離網(wǎng)型逆變器有方波、準(zhǔn)正弦或正弦逆變器，方波逆變器因電路簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，逆變器效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，適用于簡(jiǎn)單的電阻性負(fù)載，譬如普通燈泡，具有開(kāi)關(guān)變頻電路的各種節(jié)能燈、電熱器、電水壺、電熨斗、電腦、手機(jī)充電器等。但是方波逆變器波形嚴(yán)重失真，含有大量高次諧波，當(dāng)電路中接入電容性負(fù)荷或電感性負(fù)荷時(shí)，逆變器輸出的高次諧波電流會(huì)在感性負(fù)載上產(chǎn)生渦流等附加損耗，導(dǎo)致負(fù)載部件嚴(yán)重發(fā)熱，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率，甚至造成電氣設(shè)備的損壞。

通常對(duì)于一個(gè)通用的離網(wǎng)型光伏電站應(yīng)選擇正弦波逆變器，雖然價(jià)格較高，但通用性好，能滿足各種負(fù)荷的正常運(yùn)行。應(yīng)選擇最大波形失真度(或諧波含量) 不超過(guò)5%(單相輸出允許l0%)的正弦波逆變器。

3、輸出頻率的穩(wěn)定性

我國(guó)實(shí)行的電網(wǎng)工作頻率是50Hz，對(duì)于包含電機(jī)之類的電感性負(fù)載和對(duì)頻率要求較高的負(fù)載，如洗衣機(jī)、電冰箱和電子鐘表等設(shè)備，頻率過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)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)相對(duì)穩(wěn)定，其偏差應(yīng)在±l%以內(nèi)。

4、抗浪涌能力

逆變器的抗浪涌能力也稱為過(guò)載能力，在實(shí)際應(yīng)用中有很多負(fù)載在啟動(dòng)時(shí)需要較大的電流或功率，譬如各種電機(jī)、冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、水泵，早期的電視機(jī)因?yàn)閮?nèi)部有消磁線圈，在開(kāi)機(jī)時(shí)也需要較大的電流。如果逆變器不具備這種抗浪涌能力，可能會(huì)導(dǎo)致逆變器跳閘。逆變器應(yīng)留有充分的余量，以保證負(fù)載能可靠起動(dòng)。

5、負(fù)載功率因數(shù)

逆變器承載感性負(fù)載或容性負(fù)載時(shí)的功率因數(shù)，通常正弦波逆變器的負(fù)載功率因數(shù)為0.7～0.9，如果逆變器的功率因數(shù)較低，不僅需要選用遠(yuǎn)大于負(fù)荷容量逆變器，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致交流回路無(wú)功電流增大，導(dǎo)致系統(tǒng)損耗增加，系統(tǒng)效率也會(huì)降低。

6、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，通常光伏逆變器的效率是指接入80%的阻性負(fù)載情況下測(cè)得的效率。當(dāng)然，效率越高越好。

7、保護(hù)功能

一臺(tái)好的逆變器，還應(yīng)具備完備的自我保護(hù)功能，常見(jiàn)的保護(hù)功能有：

(1)輸入欠壓保護(hù)：當(dāng)輸入端電壓低于額定電壓的85%時(shí)，逆變器應(yīng)停止運(yùn)行。

(2)輸入過(guò)壓保護(hù)：當(dāng)輸入端電壓高于額定電壓的125%時(shí)，逆變器應(yīng)停止運(yùn)行并報(bào)警。

(3)過(guò)電流保護(hù)：在負(fù)載發(fā)生短路或電流超過(guò)允許值時(shí)啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。

(4)輸出短路保護(hù)

(5)輸入反接保護(hù)：當(dāng)輸入端正、負(fù)極接反時(shí)，逆變器應(yīng)有防護(hù)功能和顯示。

(6)防雷保護(hù)：

(7)過(guò)溫保護(hù)等。

8、市電充電功能

一些逆變器不僅具備逆變功能，同時(shí)還具備利用市電電網(wǎng)給蓄電池充電的功能，這樣的逆變器組成的光伏電源系統(tǒng)將具備光伏和市電雙重充電的功能和不間斷電源(UPS)功能。相信再過(guò)幾年到幾十年，當(dāng)人類利用太陽(yáng)能的技術(shù)很成熟的時(shí)候，這樣就有了無(wú)窮盡的能源供給社會(huì)的使用，再當(dāng)下就需要研究者更加努力研究新技術(shù)。