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逆变器的技术创新 让光伏电站更具发展前景
浏览: 发布日期:2018/5/6 15:09:31

曾几何时,光伏发电因为光照强度和温度的变化,逆变器输出功率波动大,对电网产生冲击,而被称为垃圾电而受到限制。随着技术的进步,光伏逆变器完善了多种保护功能,增加了低(零)电压穿越,SVG无功补偿,防PID,逆变器储能等功能,不仅光伏电站自身越来越安全,而且还可以解决电网中一些故障,如在电网出现短时间剧烈振荡时,支撑电网一段时间,电网功率因素低时,还可以发出无功,提高功率因素,加入储能电池后,可以在波谷时吸收电能,波峰时释放电能,起到削峰填谷的作用;通过向组件输入反向直流电,或者负极接地,还可以延缓组件的PID,提高组件的寿命。


1、光伏电站更具安全性

光伏发电系统包括组件,支架,汇流箱,配电柜,逆变器,电缆等配件,其中智能逆变器有大脑 “CPU”,具备主动检测和预防功能,当电网发生故障或者组件发生故障,逆变器通过电流传感器和电压采样,大脑“CPU”作出判断,指示“执行机构”接触器或者断路器断开,以保护人身,电网,设备的安全。逆变器集成了漏电流保护、直流分量保护、绝缘阻抗检测保护、防雷保护等多项功能。


逆变器里面的交流接触器,直流断路器,交流断路器安装地方不同,功能也不一样,交流接触器承担常规性的开机关机动作。直流断路器主要作用是断开组件和逆变器之间的连接,当组件或直流电缆发生短路、接地;逆变器母线电容,IGBT发生短路,必须要断开直流开关。


从安全的角度出发,集中式逆变器输入直流开关和交流开关均采用塑壳断路器,断路器有自动过流和短路保护功能,在逆变器出现短路故障时,能及时把太阳能电池正负极分开,切断电网和逆变器的联系。


采用合适的熔断器。电气火灾的特点是燃烧速度非常快,一瞬间就会把一个系统的设备损坏,电气万一发生了火灾,首先要想办法迅速切断火灾范围内的电源回路。熔断器俗称保险丝,在电路发生短路时,能迅速切断电路,避免更大的损失,因此在电力行业应用十分广泛。 


2、低(零)电压穿越功能

公共电网连接到千万家,一旦某个网点发电短路事故,保护装置会立刻切断负载,但在这个极短的时间内,电网电压会拉低,这时如果网内的光伏电站也停机,电网雪上加霜,恢复时间更长。光伏逆变器的低(零)电压穿越功能,就是当电网发生故障出现短时间电压低时,逆变器在规定的时间内不脱网,并向电网注入无功,帮助电网恢复电压。


3、光伏逆变器SVG无功补偿

SVG是一种静止型动态无功补偿装置。通过调节电压的幅值和相位,或者控制交流侧电流,迅速吸收或者发出所需的无功功率,实现快速动态调节无功的目的,保障电力系统稳定、高效、优质地运行。光伏电站需要多大的SVG?国标要求一般光伏电站配置的无功容量为电站容量的25%,再加上5%的浮动,就是20%-30%。


光伏电站配置无功补偿装置,既提高了造价,也造成运行中的很大损耗。逆变器也具备发无功的能力,古瑞瓦特逆变器在满载运行时可以实现正负0.9的无功,在夜间,甚至可以输出100%的无功,充分发掘并网光伏逆变器的调节潜力,既使系统性能指标符合国家标准要求,在一些情况下还能为电网提供无功辅助服务,提高供电质量,实现多方共赢。


4、逆变器的反PID技术

光伏电站现场测试发现,在建成1至2年后出现部分组件功率大幅下降的现象,有些组件功率衰减竟高达50%以上。组件衰减诱因很多,如光致衰减、老化衰减、隐裂、电池片破裂等,其中重要原因之一是组件PID效应。


为了抑制PID效应,组件厂家从材料、结构等方面做了大量的工作并取得了一定的进展;如可采用抗PID材料、防PID电池和封装技术等。实践中, PID问题的防治更多的是从逆变器端进行。从逆变器角度可采用以下三种方案:

(1)负极直接接地方案,将光伏组件或逆变器的负极通过电阻或保险丝直接接地,使电池板负极对大地的电压与接地金属边框保持在等电位,消除负偏压,该方案多用于集中式逆变器。

(2)负极虚拟接地方案,利用模拟中性点装置和电压调整装置,等效将UN抬升,使得U-大于0,消除负偏压,达到负极虚拟接地的目的。通过抬升N线对地电位达到使得PV-对地电位接近于零或为正值,达到PV-虚拟接地的目的,从而实现PID抑制功能。PID模块通过古瑞瓦特ShineWebBox采集逆变器数据自动调整输出电压,使所有电池板PV-对地电位为接近于零或为正值,达到抑制PID的功能。

(3)夜间反PID修复

利用组件PID的可逆性原理,在夜间逆变器停止工作时段内,利用单独的直流源对电池板施加反向电压,修复白天发生PID现象的电池板,且仅在逆变器不工作时,对电池板进行修复,属于“事后治疗”的被动方案。


实际电站运行数据显示,通过在逆变器中集成PID防护模块,可以有效的避免组件发生PID现象,减少电站发电量损失。同时,PID模块具有修复功能,可以对已发生PID问题的组件进行修复,使组件各项指标参数恢复正常。 


5、光伏储能技术

光伏+储能的组合将成为解决弃光、平滑输出以及构建智慧微网系统的重要一环。过去的一年里,随着分布式光伏如火如荼的进行,储能产业也开始微风渐起。储能除了大家所熟知的存储能量、解决弃风弃光的问题,还可以用于电网的调峰调频、微电网以及户用系统。

 

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