逆變器的主要技術(shù)性能指標(biāo)

         逆變器額定輸出電壓。在規(guī)定的直流輸入電壓允許波動范圍內(nèi),輸出額定電流時,逆變器應(yīng)輸出的額定電壓值。逆變器的輸出電壓穩(wěn)定度表征逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓能力,多數(shù)逆變器產(chǎn)品給出的是在輸入直流電壓允許波動范圍內(nèi)該逆變器輸出電壓的偏差百分?jǐn)?shù),通常稱為電壓調(diào)整率。對輸出額定電壓值的穩(wěn)定精度有如下規(guī)定。在穩(wěn)態(tài)運行時,電壓波動范圍應(yīng)有一個限定,電壓波動范圍:單相220V±5%,三相380±5%。高性能的逆變器應(yīng)同時給出當(dāng)負(fù)載由0%~100%變化時,該逆變器輸出電壓的偏差百分?jǐn)?shù),通常稱為負(fù)載調(diào)整率。性能良好的逆變器的電壓調(diào)整率應(yīng)≤±3%,負(fù)載調(diào)整率應(yīng)≤±6%。在10%的非對稱負(fù)載下,固定頻率的三相逆變器輸出電壓的非對稱性應(yīng)≤10%。輸出電壓的不對稱度在正常工作條件下,各相負(fù)載對稱,輸出電壓的不對稱度應(yīng)≤5%。在正常工作條件下,逆變器輸出的三相電壓不平衡度(逆序分量對正序分量之比)應(yīng)不超過一個規(guī)定值,一般以%表示,如5%或8%。在離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中均以蓄電池為儲能設(shè)備,然后經(jīng)過逆變器逆變成220V或380V的交流電。但是蓄電池受自身充放電的影響,其輸出電壓的變化范圍較大,當(dāng)標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池處于浮充電狀態(tài)時,端電壓可達(dá)13.5V,短時間過充狀態(tài)可達(dá)15V。蓄電池帶負(fù)荷放電終止時端電壓可降至10.5V或更低。蓄電池端電壓的起伏可達(dá)標(biāo)稱電壓的30%左右。才能保證太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)以穩(wěn)定的交流電壓供電。對于一個合格的逆變器,輸入端電壓在這個范圍內(nèi)變化時,其穩(wěn)態(tài)輸出電壓的變化量應(yīng)不超過額定值的±5%,同時當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時,其輸出電壓偏差不應(yīng)超過額定值的±10%。輸出電壓的波形失真度及最大諧波含量。當(dāng)逆變器輸出電壓為正弦波時,應(yīng)規(guī)定允許的最大波形失真度。通常以輸出電壓的總波形失真度表示,其值不應(yīng)超過5%。正弦波逆變器,在阻性負(fù)載下,輸出電壓的最大諧波含量應(yīng)≤10%。由于逆變器輸出的高次諧波電流會在感性負(fù)載上產(chǎn)生渦流等附加損耗,如果逆變器波形失真度過大,會導(dǎo)致負(fù)載部件嚴(yán)重發(fā)熱,不利于電氣設(shè)備的安全,并且嚴(yán)重影響系統(tǒng)的運行效率。在規(guī)定的條件下逆變器輸出交流電壓的頻率應(yīng)是一個相對穩(wěn)定的值,通常為工頻50Hz。正常工作條件下其偏差應(yīng)在±1%以內(nèi)。我國的交流負(fù)載是在50Hz的頻率下進(jìn)行工作的。而高質(zhì)量的設(shè)備需要精確的頻率,因為頻率偏差會引起用電設(shè)備的性能下降。負(fù)載功率因數(shù)表征逆變器帶感性負(fù)載或容性負(fù)載的能力,在正弦波條件下,負(fù)載功率因數(shù)為0.7~0.9(滯后),額定值為0.9。逆變器產(chǎn)生的電流與電壓間的相位差的余弦值即為功率因數(shù),對于電阻型負(fù)載,功率因數(shù)為1,但對電感型負(fù)載功率因數(shù)會下降,有時可能低于0.5。功率因數(shù)由負(fù)載確定而不是由逆變器確定。在負(fù)載功率一定的情況下,如果逆變器的功率因數(shù)較低,則所需逆變器的容量就要增大,一方面造成成本增加,同時光伏發(fā)電系統(tǒng)交流回路的視在功率增大,回路電流增大,損耗必然增加,系統(tǒng)效率也會降低。

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         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,以百分?jǐn)?shù)表示,逆變器的效率會因負(fù)載的不同而有很大變化。逆變器的效率值表征自身功率損耗的大小,通常以百分?jǐn)?shù)表示。10kW級的通用型逆變器實際效率只有70%~80%,將其用于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)時將帶來總發(fā)電量20%~30%的電能損耗。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)專用逆變器,在設(shè)計中應(yīng)特別注意減少自身功率損耗,提高整機(jī)效率。這是提高太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的一項重要措施。千瓦級以下逆變器額定負(fù)荷效率≥80%~85%,低負(fù)荷效率≥65%~75%;10kW級逆變器額定負(fù)荷效率≥85%~90%,低負(fù)荷效率≥70%~80%。容量較大的逆變器還應(yīng)給出滿負(fù)荷效率值和低負(fù)荷效率值。逆變器效率的高低對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)提高有效發(fā)電量和降低發(fā)電成本有著重要影響。一款性能優(yōu)良的逆變器,應(yīng)具備完備的保護(hù)功能或措施,以應(yīng)對在實際使用過程中出現(xiàn)的各種異常情況,使逆變器本身及系統(tǒng)其他部件免受損傷。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運行過程中,因負(fù)載故障、人員誤操作及外界干擾等原因而引起的供電系統(tǒng)過流或短路。逆變器對外部電路的過電流及短路現(xiàn)象最為敏感,是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。因此,逆變器應(yīng)設(shè)置:過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過電流保護(hù)、防雷保護(hù)和過溫保護(hù)等。逆變器輸入端若為蓄電池組,蓄電池在過充電時逆變器的直流輸入電壓就會超過標(biāo)稱值,如,一個12V的蓄電池在過充電以后,電壓可能會達(dá)到16V或者更高,這時就有可能損壞后級的逆變器。所以控制蓄電池的充電狀態(tài)是十分必要的,逆變器須有檢測輸入電壓及過壓保護(hù)電路,當(dāng)電壓高于設(shè)定值時,保護(hù)電路會將逆變器斷開。對于沒有電壓穩(wěn)定措施的逆變器,應(yīng)有輸出過電壓的防護(hù)措施,以使負(fù)載免受輸出過電壓的損害。當(dāng)輸入端電壓低于額定電壓的85%時,逆變器應(yīng)有保護(hù)和顯示。當(dāng)輸入端電壓高于額定電壓的130%時,逆變器應(yīng)有保護(hù)和顯示。電力電子設(shè)備中的變壓器、濾波電感、電磁開關(guān)及風(fēng)扇等部件均會產(chǎn)生噪聲。逆變器正常運行時,其噪聲應(yīng)不超過80dB,小型逆變器的噪聲應(yīng)不超過65dB。對于大功率光伏發(fā)電系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器的波形失真度和噪聲水平等技術(shù)性能也十分重要,在選用離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)用的逆變器時還應(yīng)注意以下幾點,應(yīng)具有足夠的額定輸出容量和負(fù)載能力。逆變器的選用,首先要考慮具有足夠的額定容量,以滿足最大負(fù)荷下設(shè)備對電功率的要求。對于以單一設(shè)備為負(fù)載的逆變器,其額定容量的選取較為簡單,當(dāng)用電設(shè)備為純阻性負(fù)載或功率因數(shù)大于0.9時,選取逆變器的額定容量為電設(shè)備容量的1.1~1.15倍即可。在逆變器以多個設(shè)備為負(fù)載時,逆變器容量的選取要考慮幾個用電設(shè)備同時工作的可能性,即“負(fù)載同時系數(shù)”。應(yīng)具有較高的電壓穩(wěn)定性能。在離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中均以蓄電池為儲能設(shè)備。當(dāng)標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池處于浮充電狀態(tài)時,端電壓可達(dá)13.5V,短時間過充電狀態(tài)可達(dá)15V。蓄電池帶負(fù)荷放電終了時端電壓可降至10.5V或更低。蓄電池端電壓的起伏可達(dá)標(biāo)稱電壓的30%左右。這就要求逆變器具有較好的調(diào)壓性能,才能保證光伏發(fā)電系統(tǒng)以穩(wěn)定的交流電壓供電。整機(jī)效率高是光伏發(fā)電用逆變器區(qū)別于通用型逆變器的一個顯著特點。10kW級的通用型逆變器實際效率只有70%~80%,將其用于光伏發(fā)電系統(tǒng)時將帶來總發(fā)電量20%~30%的電能損耗。因此光伏發(fā)電系統(tǒng)專用逆變器在設(shè)計中應(yīng)特別注意減少自身功率損耗,提高整機(jī)效率。因此這是提高光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的一項重要措施。在整機(jī)效率方面對光伏發(fā)電專用逆變器的要求是:kW級以下逆變器額定負(fù)荷效率≥80%~85%,低負(fù)荷效率≥65%~75%;應(yīng)具有良好的過電流保護(hù)與短路保護(hù)功能。光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運行過程中,因負(fù)載故障、人員誤操作及外界干擾等原因而引起的供電系統(tǒng)過電流或短路,是完全可能的。逆變器對外電路的過電電流及短路現(xiàn)象最為敏感,是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。因此,在選用逆變器時,必須要求具備有良好的對過電流及短路的自我保護(hù)功能。高質(zhì)量的逆變器在運行若干年后,因元器件失效而出現(xiàn)故障,應(yīng)屬于正?,F(xiàn)象。除生產(chǎn)廠家需有良好的售后服務(wù)系統(tǒng)外,還要求生產(chǎn)廠家在逆變器生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)及元器件選型方面具有良好的可維護(hù)性。例如,損壞元器件有充足的備件或容易買到,元器件的互換性好;在工藝結(jié)構(gòu)上,元器件容易拆裝,更換方便。這樣,即使逆變器出現(xiàn)故障,也可迅速恢復(fù)正常。