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逆變器的技術創新,讓光伏電站更具發展前景
2019-04-19

曾幾何時,光伏發電因為光照強度和溫度的變化,逆變器輸出功率波動大,對電網產生沖擊,而被稱為垃圾電而受到限制。隨著技術的進步,光伏逆變器完善了多種保護功能,增加了低(零)電壓穿越,SVG無功補償,防PID,逆變器儲能等功能,不僅光伏電站自身越來越安全,而且還可以解決電網中一些故障,如在電網出現短時間劇烈振蕩時,支撐電網一段時間,電網功率因素低時,還可以發出無功,提高功率因素,加入儲能電池后,可以在波谷時吸收電能,波峰時釋放電能,起到削峰填谷的作用;通過向組件輸入反向直流電,或者負極接地,還可以延緩組件的PID,提高組件的壽命。



1、光伏電站自身的安全性

光伏發電系統包括組件,支架,匯流箱,配電柜,逆變器,電纜等配件,其中只能逆變器有大腦CPU”,具備主動檢測和預防功能,當電網發生故障或者組件發生故障,逆變器通過電流傳感器和電壓采樣,大腦“CPU”作出判斷,指示“執行機構”接觸器或者斷路器斷開,以保護人身,電網,設備的安全。逆變器集成了漏電流保護、直流分量保護、絕緣阻抗檢測保護、防雷保護等多項功能。

逆變器里面的交流接觸器,直流斷路器,交流斷路器安裝地方不同,功能也不一樣,交流接觸器承擔常規性的開機關機動作。直流斷路器主要作用是斷開組件和逆變器之間的連接,當組件或直流電纜發生短路、接地;逆變器母線電容,IGBT發生短路,必須要斷開直流開關。

從安全的角度出發,集中式逆變器輸入直流開關和交流開關均采用塑殼斷路器,斷路器有自動過流和短路保護功能,在逆變器出現短路故障時,能及時把太陽能電池正負極分開,切斷電網和逆變器的聯系。

采用合適的熔斷器。電氣火災的特點是燃燒速度非???,一瞬間就會把一個系統的設備損壞,電氣萬一發生了火災,首先要想辦法迅速切斷火災范圍內的電源回路。熔斷器俗稱保險絲,在電路發生短路時,能迅速切斷電路,避免更大的損失,因此在電力行業應用十分廣泛。

Growatt組串式逆變器內置高精度 RCD(殘余電流檢測)保護模塊,在人不慎觸碰 PV+, 漏電流超過限值時把 PID 抑制模塊切斷,以保障人身安全。



2、低(零)電壓穿越功能

公共電網連接到千萬家,一旦某個網點發電短路事故,保護裝置會立刻切斷負載,但在這個極短的時間內,電網電壓會拉低,這時如果網內的光伏電站也停機,電網雪上加霜,恢復時間更長。光伏逆變器的低(零)電壓穿越功能,就是當電網發生故障出現短時間電壓低時,逆變器在規定的時間內不脫網,并向電網注入無功,幫助電網恢復電壓。



3、光伏逆變器SVG無功補償

SVG是一種靜止型動態無功補償裝置。通過調節電壓的幅值和相位,或者控制交流側電流,迅速吸收或者發出所需的無功功率,實現快速動態調節無功的目的,保障電力系統穩定、高效、優質地運行。光伏電站需要多大的SVG?國標要求一般光伏電站配置的無功容量為電站容量的25%,再加上5%的浮動,就是20%-30%。


光伏電站配無功補償裝置,既提高了造價,也造成運行中的很大損耗。逆變器也具備發無功的能力,古瑞瓦特逆變器在滿載運行時可以實現正負0.9的無功,在夜間,甚至可以輸出100%的無功,充分發掘并網光伏逆變器的調節潛力,既使系統性能指標符合國家標準要求,在一些情況下還能為電網提供無功輔助服務,提高供電質量,實現多方共贏。


4、逆變器的反PID技術

光伏電站現場測試發現,在建成12年后出現部分組件功率大幅下降的現象,有些組件功率衰減竟高達50%以上。組件衰減誘因很多,如光致衰減、老化衰減、隱裂、電池片破裂等,其中重要原因之一是組件PID效應。

為了抑制PID效應,組件廠家從材料、結構等方面做了大量的工作并取得了一定的進展;如可采用抗PID材料、防PID電池和封裝技術等。實踐中, PID問題的防治更多的是從逆變器端進行。

深圳古瑞瓦特逆變器根據用戶的要求,和逆變器種類的不同,采用以下三種方案,從逆變器的角度消除PID

1)負極直接接地方案,將光伏組件或逆變器的負極通過電阻或保險絲直接接地,使電池板負極對大地的電壓與接地金屬邊框保持在等電位,消除負偏壓。該方案用于帶隔離變壓器的集中式逆變器。

2)負極虛擬接地方案,利用模擬中性點裝置和電壓調整裝置,等效將UN抬升,使得U-大于0,消除負偏壓,達到負極虛擬接地的目的。通過抬升N線對地電位達到使得PV-對地電位接近于零或為正值,達到PV-虛擬接地的目的,從而實現PID抑制功能。PID模塊通過古瑞瓦特Shine WebBox采集逆變器數據自動調整輸出電壓,使所有電池板PV-對地電位為接近于零或為正值,達到抑制 PID 的功能。

3)夜間反PID修復

利用組件PID的可逆性原理,在夜間逆變器停止工作時段內,利用單獨的直流源對電池板施加反向電壓,修復白天發生PID現象的電池板,且僅在逆變器不工作時,對電池板進行修復,屬于“事后治療”的被動方案。

實際電站運行數據顯示,通過在逆變器中集成PID防護模塊,可以有效的避免組件發生PID現象,減少電站發電量損失。同時,PID模塊具有修復功能,可以對已發生PID問題的組件進行修復,使組件各項指標參數恢復正常。


5、光伏儲能技術

光伏+儲能的組合將成為解決棄光、平滑輸出以及構建智慧微網系統的重要一環。過去的一年里,隨著分布式光伏如火如荼的進行,儲能產業也開始微風漸起。儲能除了大家所熟知的存儲能量、解決棄風棄光的問題,還可以用于電網的調峰調頻、微電網以及戶用系統。

根據用戶的不同要求,古瑞瓦特設計了多款儲能產品線:

1SPF系列1-5K離網逆變控制一體機,該機型采用高頻設計,重量輕,效率高,支持鉛酸蓄電池和鋰電池,支持多臺并機方便擴容。

2SP系列1-3K并網儲能機,一個戶用型并網電站,加入該系統后可以立即變身為光伏并網儲能系統,還兼容任何品牌的逆變器。太陽能發電既可以提供給負載,即發即用,也可以存儲,在設定的時間內放電,以提高系統自發自用比例,提高收益。當電網停電時,控制器還能繼續工作,為蓄電池充電。

3HPS系列中大功率離并網一體機,采用集中式逆變器的架構,穩定可靠,控制器和逆變器一體化方案,支持并網發電,沒有電網時也可以離網應用;

4PCS系列中大功率雙向逆變器,可以和并網逆變器,油機組成微網系統,也可以用于電動汽車充電樁老化,蓄電池組檢測和老化。

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