簡單的光伏逆變器選型

一、光伏逆變器工作原理

逆變裝置的核心，是逆變開關電路，簡稱為逆變電路。該電路通過電力電子開關的導通與關斷，來完成逆變的功能。

二、光伏逆變器的主要技術指標

1、輸出電壓的穩(wěn)定度

在光伏系統(tǒng)中，太陽電池發(fā)出的電能先由蓄電池儲存起來，然后經過逆變器逆變成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，如標稱12V的蓄電池，其電壓值可在10．8～14．4V之間變動(超出這個范圍可能對蓄電池造成損壞)。對于一個合格的逆變器，輸入端電壓在這個范圍內變化時，其穩(wěn)態(tài)輸出電壓的變化量應不超過額定值的±5％，同時當負載發(fā)生突變時，其輸出電壓偏差不應超過額定值的±10％。

2、輸出電壓的波形失真度

對正弦波逆變器，應規(guī)定允許的最大波形失真度(或諧波含量)。通常以輸出電壓的總波形失真度表示，其值應不超過5％(單相輸出允許l0％)。由于逆變器輸出的高次諧波電流會在感性負載上產生渦流等附加損耗，如果逆變器波形失真度過大，會導致負載部件嚴重發(fā)熱，不利于電氣設備的安全，并且嚴重影響系統(tǒng)的運行效率。

3、額定輸出頻率

對于包含電機之類的負載，如洗衣機、電冰箱等，由于其電機最佳頻率工作點為50Hz，頻率過高或者過低都會造成設備發(fā)熱，降低系統(tǒng)運行效率和使用壽命，所以逆變器的輸出頻率應是一個相對穩(wěn)定的值，通常為工頻50Hz，正常工作條件下其偏差應在±l％ 以內。

4、負載功率因數(shù)

表征逆變器帶感性負載或容性負載的能力。正弦波逆變器的負載功率因數(shù)為0．7～0．9，額定值為0．9。在負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。

5、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，以百分數(shù)表示，一般情況下，光伏逆變器的標稱效率是指純阻負載，80％負載情況下的效率。 由于光伏系統(tǒng)總體成本較高，在光伏系統(tǒng)中，太陽電池發(fā)出的電能先由蓄電池儲存起來，然后經過逆變器逆變成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，如標稱12V的蓄電池，其電壓值可在10．8～14．4V之間變動(超出這個范圍可能對蓄電池造成損壞)。對于一個合格的逆變器，輸入端電壓在這個范圍內變化時，其穩(wěn)態(tài)輸出電壓的變化量應不超過額定值的±5％，同時當負載發(fā)生突變時，其輸出電壓偏差不應超過額定值的±10％。

6、額定輸出電流(或額定輸出容量)

表示在規(guī)定的負載功率因數(shù)范圍內逆變器的額定輸出電流。有些逆變器產品給出的是額定輸出容量，其單位以ＶＡ或ｋＶＡ表示。逆變器的額定容量是當輸出功率因數(shù)為１（即純阻性負載）時，額定輸出電壓為額定輸出電流的乘積。

7、保護措施

一款性能優(yōu)良的逆變器，還應具備完備的保護功能或措施，以應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。

(1)輸入欠壓保戶：

當輸入端電壓低于額定電壓的85％ 時，逆變器應有保護和顯示。

(2)輸入過壓保戶：

當輸入端電壓高于額定電壓的130％時，逆變器應有保護和顯示。

(3)過電流保護：

逆變器的過電流保護，應能保證在負載發(fā)生短路或電流超過允許值時及時動作，使其免受浪涌電流的損傷。當工作電流超過額定的150％ 時，逆變器應能自動保護。

(4)輸出短路保戶

逆變器短路保護動作時間應不超過0．5s。

(5)輸入反接保護：

當輸入端正、負極接反時，逆變器應有防護功能和顯示。

(6)防雷保護：

逆變器應有防雷保護。

(7)過溫保護等。

另外，對無電壓穩(wěn)定措施的逆變器 ，逆變器還應有輸出過電壓防護措施，以使負載免受過電壓的損害。

8、起動特性

表征逆變器帶負載起動的能力和動態(tài)工作時的性能。逆變器應保證在額定負載下可靠起動。

9．噪聲

電力電子設備中的變壓器、濾波電感、電磁開關及風扇等部件均會產生噪聲。逆變器正常運行時，其噪聲應不超過８０ｄＢ，小型逆變器的噪聲應不超過６５ｄＢ。

三、光伏逆變器的簡單

逆變器的選用，首先要考慮具有足夠的額定容量，以滿足最大負荷下設備對電功率的要求。對于以單一設備為負載的逆變器，其額定容量的選取較為簡單。

當用電設備為純阻性負載或功率因數(shù)大于0．9時，選取逆變器的額定容量為用電設備容量的1．1～1．15倍即可。同時逆變器還應具有抗容性和感性負載沖擊的能力。

對一般電感性負載，如電機、冰箱、空調、洗衣機、大功率水泵等，在起動時，其瞬時功率可能是其額定功率的5～6倍，此時，逆變器將承受很大的瞬時浪涌。針對此類系統(tǒng)，逆變器的額定容量應留有充分的余量，以保證負載能可靠起動，高性能的逆變器可做到連續(xù)多次滿負荷起動而不損壞功率器件。小型逆變器為了自身安全，有時需采用軟起動或限流起動的方式。

另外，逆變器還要有一定的過載能力，當輸入電壓與輸出功率為額定值，環(huán)境溫度為25℃時，逆變器連續(xù)可靠工作時間應不低于4h；當輸入電壓為額定值，輸出功率為額定值的125％時，逆變器安全工作時間應不低于lmin；當輸入電壓為額定值，輸出功率為額定值的150％時，逆變器安全工作時間應不低于10s

應用舉例：

光伏系統(tǒng)中主要負載是150W 的電冰箱，正常工作時選擇額定容量為180w 的交流逆變器即能可靠工作，但是由于電冰箱是感性負載，在起動瞬間其功率消耗可達額定功率的5～6倍之多，因此逆變器的輸出功率在負載起動時可達到800W，考慮到逆變器的過載能力，選用500W逆變器即能可靠工作。

當系統(tǒng)中存在多個負載時，逆變器容量的選取還應考慮幾個用電負載同時工作的可能性，即“負載同時系數(shù)”。

在光伏系統(tǒng)中，太陽電池發(fā)出的電能先由蓄電池儲存起來，然后經過逆變器逆變成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，如標稱12V的蓄電池，其電壓值可在10．8～14．4V之間變動(超出這個范圍可能對蓄電池造成損壞)。對于一個合格的逆變器，輸入端電壓在這個范圍內變化時，其穩(wěn)態(tài)輸出電壓的變化量應不超過額定值的±5％，同時當負載發(fā)生突變時，其輸出電壓偏差不應超過額定值的±10％。