什么是太陽能逆變器
太陽能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成;太陽能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。逆變器是一種電源轉(zhuǎn)換裝置,逆變器按激勵方式可分為自激式振蕩逆變和他激式振蕩逆變。主要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電。通過全橋電路,一般采用SPWM處理器經(jīng)過調(diào)制、濾波、升壓等,得到與照明負(fù)載頻率、額定電壓等相匹配的正弦交流電供系統(tǒng)終端用戶使用。有了逆變器,就可使用直流蓄電池為電器提供交流電。
二、逆變器的類型
?。ㄒ唬┌磻?yīng)用范圍分類:
?。?)普通型逆變器
直流12V或24V輸入,交流220V、50Hz輸出,功率從75W到5000W,有些型號具有交、直流轉(zhuǎn)換即UPS功能。
?。?)逆變/充電一體機
在此類逆變器中,用戶可以使用各種形式的電源為交流負(fù)載供電:有交流電時,通過逆變器使用交流電為負(fù)載供電,或為蓄電池充電;無交流電時,用蓄電池為交流負(fù)載供電。它可與各種電源結(jié)合使用:如蓄電池、發(fā)電機、太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機等。
(3)郵電通信專用逆變器
為郵電、通信提供高品質(zhì)的48V逆變器,其產(chǎn)品質(zhì)量好、可靠性高、模塊式(模塊為1KW)逆變器,并具有N+1冗余功能、可擴充(功率從2KW到20KW)。
?。?)航空、軍隊專用逆變器
此類逆變器為28Vdc輸入,可提供下列交流輸出:26Vac、115Vac、230Vac,其輸出頻率可為:50Hz、60Hz及400Hz,輸出功率從30VA到3500VA不等。還有供航空專用的DC-DC轉(zhuǎn)換器及變頻器。
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?。?)方波逆變器
方波逆變器輸出的交流電壓波形為方波。此類逆變器所使用的逆變線路也不完全相同,但共同的特點是線路比較簡單,使用的功率開關(guān)管數(shù)量很少。設(shè)計功率一般在百瓦至千瓦之間。方波逆變器的優(yōu)點是:線路簡單、價格便宜、維修方便。缺點是由于方波電壓中含有大量高次諧波,在帶有鐵心電感或變壓器的負(fù)載用電器中將產(chǎn)生附加損耗,對收音機和某些通訊設(shè)備有干擾。此外,這類逆變器還有調(diào)壓范圍不夠?qū)?,保護(hù)功能不夠完善,噪聲比較大等缺點。
(2)階梯波逆變器
此類逆變器輸出的交流電壓波形為階梯波,逆變器實現(xiàn)階梯波輸出也有多種不同線路,輸出波形的階梯數(shù)目差別很大。階梯波逆變器的優(yōu)點是,輸出波形比方波有明顯改善,高次諧波含量減少,當(dāng)階梯達(dá)到17個以上時輸出波形可實現(xiàn)準(zhǔn)正弦波。當(dāng)采用無變壓器輸出時,整機效率很高。缺點是,階梯波疊加線路使用的功率開關(guān)管較多,其中有些線路形式還要求有多組直流電源輸入。這給太陽電池方陣的分組與接線和蓄電池的均衡充電均帶來麻煩。此外,階梯波電壓對收音機和某些通訊設(shè)備仍有一些高頻干擾。
(3)正弦波逆變器
正弦波逆變器輸出的交流電壓波形為正弦波。正弦波逆變器的優(yōu)點是,輸出波形好,失真度很低,對收音機及通訊設(shè)備干擾小,噪聲低。此外,保護(hù)功能齊全,整機效率高。缺點是:線路相對復(fù)雜,對維修技術(shù)要求高,價格較貴。
上述三種類型逆變器的分類,有利于光伏系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計人員和用戶對逆變器進(jìn)行識別和選型。實際上,波形相同的逆變器在線路原理,使用器件及控制方法等等方面仍有很大區(qū)別。
三、逆變器的主要性能參數(shù)
描述逆變器性能的參量和技術(shù)條件很多,這里僅就評價逆變器時常用的技術(shù)參數(shù)做一扼要說明。
1.逆變器的使用環(huán)境條件
逆變器正常使用條件:海拔高度不超過1000m,空氣溫度0~+40℃。
2.直流輸入電源條件
輸入直流電壓波動范圍:蓄電池組額定電壓值的±15%。
3.額定輸出電壓
在規(guī)定的輸入電源條件下,輸出額定電流時,逆變器應(yīng)輸出的額定電壓值。
電壓波動范圍:單相220V±5%,三相380±5%。
4.額定輸出電流
在規(guī)定的輸出頻率和負(fù)載功率因數(shù)下,逆變器應(yīng)輸出的額定電流值。
5.額定輸出頻率
在規(guī)定的條件下,固定頻率逆變器的額定輸出頻率為50Hz:
頻率波動范圍:50Hz±2%。
6.逆變器的最大諧波含量
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%。
7.逆變器的過載能力
在規(guī)定的條件下,在較短時間內(nèi),逆變器輸出超過額定電流值的能力。逆變器的過載能力應(yīng)在規(guī)定的負(fù)載功率因數(shù)下,滿足一定的要求。
8.逆變器的效率
在額定輸出電壓、輸出,乜流和規(guī)定的負(fù)載功率因數(shù)下,逆變器輸出有功功率與輸入有功功率(或直流功率)之比。
9.負(fù)載功率因數(shù)
逆變器負(fù)載功率因數(shù)的允許變化范圍,推薦值0.7—1.0。
10.負(fù)載的非對稱性
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%。
11.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%。
12.起動特性
在正常工作條件下,逆變器在滿載負(fù)載和空載運行條件下,應(yīng)能連續(xù)5次正常起動。
13.保護(hù)功能
逆變器應(yīng)設(shè)置:短路保護(hù)、過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)及缺相保護(hù)。
15.干擾與抗干擾
逆變器應(yīng)在規(guī)定的正常工作條件下,能承受一般環(huán)境下的電磁干擾。逆變器的抗干擾性能和電磁兼容性應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
16.噪聲
不經(jīng)常操作、監(jiān)視和維護(hù)的逆變器,應(yīng)≤95db;
經(jīng)常操作、監(jiān)視和維護(hù)的逆變器,應(yīng)≤80db。
17.顯示
逆變器應(yīng)設(shè)有交流輸出電壓、輸出電流和輸出頻率等參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示,并有輸入帶電、通電和故障狀態(tài)的信號顯示。
四、確定逆變器技術(shù)條件:
在光伏/風(fēng)力互補系統(tǒng)選用逆變器時,首要的是確定逆變器如下幾個最主要的技術(shù)參數(shù):輸入直流電壓范圍,如DC24V、48V、110V、220V等;
額定輸出電壓,如三相380V,還是單相220V;
輸出電壓波形,如正弦波、梯形波或方波。
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