三种逆变器结构介绍

1、组串式逆变器:组串式逆变器(户用级):输出电压交流230V(220V)和400V(380V),功率≤50KW;组串式逆变器(商用级):输出电压交流800V,功率100KW-350KW。

2、集中式逆变器:输出电压交流600V,功率1000KW以上(1100KW、2200KW、3300KW)。

3、箱逆变一体机(逆变升压一体机):输出电压交流35KV,功率2000KW以上(2000KW、2500KW、3125KW),箱逆变一体机也称为逆变升压一体机,即利用集中式逆变器和箱变组合的原理集成式一体机,包含的配置有:户外集中式逆变器(集成交流低压室功能)、户外式升压变压器、环网柜(SF6充气式绝缘高压开关柜,户内环网柜加装户外防护壳体)、平板箱(敞开式平板箱,框架加底板,无侧板,顶板可以根据需求定制)等组成。

A类逆变器和B类逆变器区别

A类逆变器:指通过35kV及以上电压等级接入电网,或通过10kV及以上电压等级与公共电网连接的光伏发电站所用光伏逆变器。

B类逆变器:指通过380V电压等级接入电网,以及通过10kV及以下电压等级接入电网用户侧的光伏发电系统所用光伏逆变器。

逆变器主要功能介绍

1、一次调频功能

并网逆变器设备本身应具备支持一次调频功能(快速频率响应功能),能够根据系统的状况,实时进行自身功率的快速调节。并网逆变器的数据采集器还应具备与升压站一次调频系统通信的硬件接口,并能够快速响应一次调频系统。

2、恢复并网功能

B类逆变器因电压或频率异常跳闸后,当电压和频率恢复正常后,光伏逆变器应经过一个可调的延迟时间后才能恢复并网,延迟时间范围可采用 20s~5min。若光伏逆变器设置了启停机变化率,则恢复并网时应满足启停机变化率的要求。A 类逆变器因电压或频率异常跳闸后,是否自行恢复并网应根据当地电网要求决定。当不允许自行恢复并网时,逆变器恢复并网由光伏发电站的功率控制系统控制。

3、防孤岛效应功能

当光伏系统并入电网失压时,在规定的时限内将该光伏系统与电网断开,防止出现孤岛效应。按照规定B类逆变器,应具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力,防孤岛保护动作时间应不大于 2s,同时发出警示信号,且孤岛保护还应与电网侧线路保护相配合。

4、防组件PID功能

PID英文全称是:Potential Induced Degradation,即电势诱导衰减,是光伏组件中经常发生的一种衰减效应,光伏组件在长时间运行后性能会逐渐下降,这种现象一般情况是由光伏组件和框架的漏电流引起的。PID现象的产生机理为:组件玻璃面板中的钠离子在对地负偏压的牵引下,穿过封装材料、电池的减反射镀层,堆积在电池表面,并进入电池的晶格缺陷中,引起光伏电池片局部短路,导致发电性能衰减。集中式逆变器防PID功能,集中式逆变器最经济的方法是是采用逆变器直流侧负极经接地电阻接地的方式,使组件的负极与地等电势。组串式逆变器一般采用在子阵通讯柜内配置PID模块。

5、MPPT功能

MPPT路数即最大功率点跟踪数量,集中式逆变器配置2-3路,组串式逆变器配置12-16路。光伏组件输出受日照强度、环境温度影响,可以工作在不同的输出电压,但是只有在某一输出电压值时(不是最高电压),光伏阵列的输出功率才能达到最大值,这时光伏阵列的工作点就达到了输出功率电压曲线的最高点,称之为最大功率点(maximum power point,简称MPP)。在光伏发电系统中要提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏阵列的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,这一过程就称之为最大功率点跟踪(MPPT)。

逆变器并网性能介绍

逆变器并网性能包括:电能质量、有功功率控制、电压/无功调节、电压适应性、故障穿越能力、频率适应性、电能质量适应性。

1、电能质量:

1.1谐波和波形畸变:逆变器运行时,注入电网的电流谐波总畸变率限值为5%。

1.2功率因数:逆变器正常运行条件下,当逆变器输出有功功率大于其额定功率的 50%时,功率因数应不小于 0.98(超前或滞后),输出有功功率在 20%~50%之间时,功率因数应不小于 0.95(超前或滞后)。

1.3三相电流不平衡度:逆变器正常运行时,负序三相电流不平衡度不应超过 2%,短时不应超过4%。

1.4直流分量:逆变器正常运行时,向电网馈送的直流电流分量应不超过其输出电流额定值的0.5%。

2、有功功率控制

2.1变化率控制:A 类逆变器应能设置启停机时有功功率的变化速率,启停机时有功功率控制误差不应超过±5%PN,启动和停机过程中交流侧输出的最大峰值电流不应超过额定交流峰值电流的 1.1 倍。B 类逆变器可参照执行,但无需具备启停机变化率控制的功能。

2.2给定值控制:A 类逆变器应具备有功功率连续平滑调节的能力,能 接受功率控制系统指令调节有功功率输出值。控制误差不应大于±1%PN,响应时间不应大于 1s。B 类逆变器宜参照执行。

2.3过频降额控制:A 类逆变器宜具有过频降额控制功能.

3、电压/无功调节

逆变器应动态可调

4、电压适应性

A 类逆变器的并网电压适应性能应满足GB/T 19964 的要求,B 类逆变器其并网点电压在 0.85UN~1.1UN 范围之间时,应能正常运行。

5、故障穿越

5.1低电压穿越能力(LVRT):对于光伏电站当电力系统事故或扰动引起光伏发电站并网电压跌落时,在一定的电压跌落范围和时间间隔内,光伏发电站能够保证不脱网连续运行。并且规定时间/速度内向电网持续提供一定量的无功功率,持续支撑电网,提高电网可靠性。 逆变器交流侧电压跌至20%标称电压时,光伏逆变器能够保证不间断并网运行1s;光伏逆变器交流侧电压在发生跌落后3s内能够恢复到标称电压的90%时,光伏逆变器能够保证不间断并网运行。

5.2高电压穿越能力(HVRT):当电网故障或扰动引起电压升高(最高可达电网电压1.3倍)时,逆变系统不仅具备保证不损坏,同时还能保证不脱网连续运行的能力。逆变器暂时无具体时间参数,参考风电风机高电压穿越能力为例:风电机组130%额定电压时能够保证不脱网连续运行200ms的能力;风电机组125%额定电压时能够保证不脱网连续运行1000ms的能力;风电机组120%额定电压时能够保证不脱网连续运行2000ms的能力;风电机组115%额定电压时能够保证不脱网连续运行10s的能力;风电机组110%额定电压时能够保证不脱网连续运行的能力。

5.3有功恢复:对电力系统故障期间没有脱网的逆变器,其有功功率在故障清除后应快速恢

复,自故障清除时刻开始,以至少30%PN/s 的功率变化率恢复至故障前正常发电状态。

6.4动态无功能力:自逆变器交流侧电压异常时刻起(UT<0.9 或 UT>1.1),动态无功电流的响应时间不大于 60ms,最大超调量不大于20%,调节时间不大于150ms。

6、频率适应性

A类逆变器宜具备一定的耐受系统频率异常的能力,应能在电网频率范围内按规定运行。

7、电能质量适应性

7.1谐波适应性

7.2间谐波适应性

7.3三相电压不平衡适应性

7.4电压波动和闪变适应性

附图:逆变升压一体机结构图片

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新能源李电工

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【发输变配用】电力系统全产业链知识分享!
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