交流電源逆變電感決定電流諧波的含量。因此,為了滿足電網(wǎng)接入要求,應(yīng)保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的等效電感值小。電源逆變器連接到低通濾波器和隔離變壓器。它可以濾除低于N-1的諧波,其中N是當前周期的觸發(fā)脈沖流。為了增加開關(guān)頻率,電子設(shè)備的功率損耗將會增加,但低開關(guān)頻率下低通濾波器的損耗會增加。如果要并入單相交流電網(wǎng)的當前時鐘倍頻,則調(diào)制光伏發(fā)電機直流輸出的交流控制信號頻率將增加一倍。
電力逆變器的基本概念
通常,交流電能轉(zhuǎn)化為直流(DC)可稱為整流,電路稱為整流電路,完成整流器的功能,器件實現(xiàn)整流過程稱為整流器或整流器。相應(yīng)地,將直流電轉(zhuǎn)換為交流電源的過程稱為反相,電路完成變頻器功能稱為逆變電路,器件實現(xiàn)變頻器的過程稱為變頻器。
現(xiàn)代電力逆變技術(shù)是研究逆變電路理論與應(yīng)用的科學(xué)。是以工業(yè)電子,半導(dǎo)體技術(shù),現(xiàn)代控制技術(shù),現(xiàn)代電力電子技術(shù),半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換技術(shù),脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)等為主題的實用技術(shù)。它主要包括半導(dǎo)體功率集成器件及其應(yīng)用,逆變電路和逆變器控制技術(shù)。
電力變頻器分類
有多種變頻器。它們可以根據(jù)不同的方法進行分類。
根據(jù)變頻器輸出的交流電源頻率,可分為變頻器,中頻和高頻變頻器。
變頻器頻率為50 / 60Hz,圖1為使用升壓變壓器的變頻器電路。將直流反向轉(zhuǎn)換為低壓交流電源,再將變頻器的變頻器轉(zhuǎn)換為交流220V,50Hz供電。它具有結(jié)構(gòu)簡單,可在較低電壓下實現(xiàn)各種保護功能。在變頻器和負載之間有變壓器,所以變頻器穩(wěn)定,運行可靠,承載能力強,抗沖擊能力強,也可以抑制高次諧波分量。然而,變頻器體積龐大而昂貴的問題,其效率相對較低。小功率變頻器的額定負載效率在當前級別不超過90%。同時,電力變壓器全負載運行和輕載時,鐵損基本保持不變。因此,輕負載運行時負載損耗大,效率低。

低功率輸出的逆變器效率比峰值效率更為重要。變頻器系統(tǒng)更適合隔離系統(tǒng)(用戶最多在低于峰值功率時)。變頻器可承受更高的負載功率影響。
�。ㄖ蓄l)逆變
中頻逆變器的頻率行列400Hz的至10000Hz。
高頻變頻器
高頻變頻器頻率一般在十幾kHz到MHz之間。高頻變壓器電源逆變電路如圖2所示。低壓直流逆變器用于高頻低壓交流使用高頻直流/直流轉(zhuǎn)換技術(shù)。經(jīng)過高頻升壓變壓器,通過高頻整流電路整流,通常為300V以上的高壓直流。最后通過變頻器電路為負載提供220V 50Hz的交流電源。由于高頻變頻器用于小型,輕量級的高頻芯材料,因此電路的功率密度大大提高,使得變頻器的空載損耗小,變頻器效率提高。一般來說,中小型PVS高頻逆變器的峰值能量轉(zhuǎn)換效率超過90%。

高頻變壓器拓撲結(jié)構(gòu)
電力變壓器和高頻變壓器效率曲線,紅色為電力變壓器,藍色用于高頻變壓器根據(jù)功率變頻器輸出的數(shù)量級,可分為單相逆變器,三相逆變器和多相逆變器。

根據(jù)變頻器功率輸出的下落,可分為有源和無源變頻器。有源變頻器是變頻器向工業(yè)電網(wǎng)輸出的電力,而無源變頻器是逆變器輸出功率的一些電力負載。
根據(jù)變頻器主電路的形式,可分為單端逆變器,推挽逆變器,半橋逆變器和全橋逆變器。
根據(jù)電力變頻器主要開關(guān)裝置的類型,可分為晶閘管逆變器,晶體管逆變器,場效應(yīng)逆變器和絕緣柵雙極晶體管(IGBT)逆變器。也可歸納為“半控型”變頻器和“全控”變頻器兩大類。前者沒有自我關(guān)斷能力,導(dǎo)通后的部件失控,被稱為“半控制”通用晶閘管。后者具有自動關(guān)斷能力,無需設(shè)備開啟,關(guān)斷可由控制電極控制,稱為“全控制”。功率場效應(yīng)晶體管和絕緣柵極雙極右晶體管(IGBT)等屬于這一類。
根據(jù)直流電源,可分為電壓源逆變器(VSI)和電流源逆變器(CSI)。前者直流電壓幾乎恒定,輸出電壓為交替方波。后者的直流電流幾乎恒定,輸出電流也是交替的方波。
根據(jù)變頻器輸出電壓或電流波形,可分為非正弦波逆變器和純正弦波逆變器。
根據(jù)電源變頻器的控制方式,可分為脈寬調(diào)制(PFM)變頻器和脈寬調(diào)制型(PWM)變頻器。
根據(jù)變頻器開關(guān)電路工作模式,可分為諧振逆變器,固定頻率硬開關(guān)逆變器和固定頻率軟開關(guān)逆變器。
根據(jù)變頻器換向模式,可分為負載變換器和自換向變頻器。
特種功率逆變器
根據(jù)市場需求,市場上的逆變器除了具有離網(wǎng)或電網(wǎng)功能外,還增加了許多其他功能。
離網(wǎng)備用逆變器
(1)靜態(tài)旁路逆變器
在電池或太陽能電池板電源短缺導(dǎo)致電源突然斷電的情況下,可以快速切入電源,切換時間一般要求不到20ms(確保服務(wù)器或PC不掉電,但電阻負載如燈泡會閃爍現(xiàn)象),可以在工作時設(shè)置優(yōu)先切換。
�。�2)離網(wǎng)雙向變頻器
除了靜態(tài)旁路逆變器功能外,還可以通過電源為電池充電。當電池電壓低于一定值時,可以確保不會導(dǎo)致過放電。一些更強大的逆變器也可以在電源和逆變器之間進行補充。如額定容量7KW的變頻器需要給出總共10KW的負載,7KW的變頻器供電形式是不夠的,而一般變頻器的150%過載時間不能超過幾分鐘。在這種情況下,雙向變頻器的優(yōu)勢表現(xiàn)在,它可以將變頻器7KW,再加上電源3Kw供電10KW負載。這在系統(tǒng)升級時非常重要,如果在額定功率下正常的系統(tǒng)運行,在負載稍微增加的情況下,系統(tǒng)不工作,或者您需要投入大量的系統(tǒng)擴展成本,這是不值得的。
網(wǎng)格連接備份逆變器
有一個很大的缺點是輸出功率隨光強變化。它可以影響光伏電站的輸出功率波動,對于網(wǎng)格附近的離網(wǎng)用戶來說,這是一件非常危險的事情。在這種情況下,有些地方是不允許的,那么你必須使用一些儲能裝置才能平穩(wěn)運行。并網(wǎng)逆變器的直流輸入電壓一般約為幾百伏特,并網(wǎng)逆變器的輸入通常配有MPPT。我們都知道,MPPT不允許通過恒流源供電,在電網(wǎng)逆變器的輸入端直接添加到電池中是不可能實現(xiàn)的。有一個解決方案是使用低壓電網(wǎng)逆變器與純電網(wǎng)逆變器輸出并聯(lián)連接。您可以在中間搭接電源轉(zhuǎn)換設(shè)備,以確�?傒敵霾蛔�。從而可以從離網(wǎng)用戶提供。
電子節(jié)能反饋負載
電子節(jié)能反饋負載實際上是一個電力老化裝置,也是并網(wǎng)逆變器。但是不同的并網(wǎng)逆變器是其輸入電壓是恒定的,并且允許非常低的輸入電壓。通過并網(wǎng)備份逆變器比較,其輸出通常根據(jù)設(shè)定輸出恒定。
電力變頻器選型基礎(chǔ)
技術(shù)性能
具有許多基本參數(shù)和技術(shù)條件內(nèi)容,以表征電力變頻器性能,以下簡要介紹常用參數(shù)的評估。
額定輸出電壓
可以輸出表示變頻器額定電壓的直流電壓輸入的預(yù)定變動范圍內(nèi)。輸出電壓額定值的穩(wěn)定精度通常如下:
�。�1)在穩(wěn)態(tài)運行時,電壓波動范圍應(yīng)有限制,如偏差不超過額定值±3%或±5%。
(2)突變負荷(額定負載0%-50%-100%)或其他干擾因素影響輸出電壓偏差不得超過±8%或±10%的動態(tài)條件。
輸出電壓不平衡
在正常工作條件下,變頻器輸出的三相不平衡電壓(負序分量與正序分量的比值)不應(yīng)超過規(guī)定值,通常以百分比表示,如5%或8%。
輸出電壓
波形失真當變頻器輸出電壓為正弦波時,應(yīng)提供允許的大波形失真(或諧波含量)。一般由總輸出電壓波形失真表示。其值不得超過5%(單相輸出為10%)。
額定輸出頻率
變頻器輸出交流電壓頻率應(yīng)為相對穩(wěn)定的值,通常為50Hz。在正常工作條件下,偏差應(yīng)在±1%以內(nèi)。
負載功率因數(shù)
表征變頻器感性負載或容性負載的容量。在正弦波的條件下,負載功率因數(shù)為0.7?0.9(滯后),額定值為0.9。
額定輸出電流(或額定輸出容量)
表示變頻器額定輸出電流在指定范圍內(nèi)的負載功率因數(shù)。一些逆變器給出了額定輸出容量。單位是VA或kVA。變頻器額定容量是輸出功率因數(shù)為1時的額定輸出電壓和額定輸出電流(即純電阻負載)的乘積。
額定輸出效率
變頻器效率是指定工作條件下的輸入功率與輸入功率的比值,以百分比表示。變頻器效率在額定輸出容量時為滿載效率,額定輸出容量效率的10%效率低,負載效率低。
保護
�。�1)過電壓保護:對變頻器進行無電壓穩(wěn)定措施時,應(yīng)有輸出過壓保護措施,確保負載不會被輸出過壓損壞(2)過電流保護:電流保護應(yīng)能夠確保負載短路電流或超過允許值及時采取行動,以避免浪涌電流的損壞。
啟動特性
它描述了負載啟動性能和動態(tài)工作能力。變頻器應(yīng)確保在額定負載下可靠啟動。
噪聲
變壓器,濾波電感器,磁性開關(guān),風(fēng)扇等組成的電力電子設(shè)備可產(chǎn)生噪音。變頻器運行正常時,噪聲不得超過80dB,變頻器噪音小于65dB。









