發(fā)布日期: 2018-03-23 瀏覽人數(shù):
光伏逆變器是光伏系統(tǒng)的核心設(shè)備,主要作用是把光伏組件發(fā)出來的直流電變成符合電網(wǎng)要求的交流電。但實際上逆變器不僅僅是逆變,而是光伏電站的安全管家,逆變器還承擔(dān)著光伏方陣和電網(wǎng)的監(jiān)測和保護(hù),對外界環(huán)境防護(hù)和人機(jī)交互等系統(tǒng)級功能。

在光伏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB32004-2013中,逆變器有100多個嚴(yán)格的技術(shù)參數(shù),每一個參數(shù)合格才能拿到證書。國家質(zhì)檢總局每一年也會抽查,對光伏并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品的保護(hù)連接、接觸電流、固體絕緣的工頻耐受電壓、額定輸入輸出、轉(zhuǎn)換效率、諧波和波形畸變、功率因數(shù)、直流分量、交流輸出側(cè)過/欠壓保護(hù)等9個項目進(jìn)行了檢驗。
一款全新的逆變器,從開發(fā)到量產(chǎn),要兩年多時間才能出來,除了過欠電壓保護(hù)等功能外,逆變器還有很多鮮為人知的黑科技,如漏電流控制、熱設(shè)計、電磁兼容、諧波抑制、效率控制等等,需要投入大量的人力和物力去研發(fā)和測試。
本文主要介紹逆變器的電磁兼容設(shè)計技術(shù)光伏系統(tǒng)是由光伏組件、支架、直流電纜、逆變器、交流電纜、配電柜、變壓器等組成,其中支架不帶電,自然不會產(chǎn)生電磁干擾。光伏組件和直流電纜,里面是直流電流,方向沒有變化,只能產(chǎn)生電場,不能產(chǎn)生磁場。輸出變壓器雖然是交流電,但頻率很低,只有50Hz,產(chǎn)生的磁場很低。
光伏逆變器作為一個電力電子設(shè)備,開關(guān)頻率較高,組串式逆變器通常達(dá)20K左右,電流也比較大,如果不采取措施,就會有很大的電磁干擾,會產(chǎn)生運行不穩(wěn)定,逆變器周邊的某個儀器或者設(shè)備會出現(xiàn)不能正常工作的現(xiàn)象。
判斷光伏逆變器的電磁兼容做得好不好,主要看三個方面,一是不能對外界的設(shè)備造成干擾,二是外界的干擾不能影響逆變器的運行,三是不能自己干擾自己,后兩者是逆變器的可靠性體現(xiàn)。如果電磁干擾做得不好,輕則運行不穩(wěn)或者重啟,重則停機(jī)甚至炸機(jī)。

系統(tǒng)要發(fā)生電磁兼容性問題,必須存在三個因素,即電磁騷擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備。在遇到電磁兼容問題時,要從這三個因素入手,對癥下藥,消除其中某一個因素,就能解決電磁兼容問題。逆變器的磁騷擾源是高頻變化的功率開關(guān)電路,這是沒有辦法消除的;敏感設(shè)備是外部的,不受逆變器控制;所以最關(guān)鍵是切斷耦合途徑。電磁干擾傳輸途徑有傳導(dǎo)和輻射兩種方式,所用方法有屏蔽(隔離)、濾波和接地3種方法。
(1)屏蔽(隔離)主要運用各種導(dǎo)電材料,制造成各種殼體并與大地連接,以切斷通過空間的靜電耦合、感應(yīng)耦合或交變電磁場耦合形成的電磁噪聲傳播途徑,屏蔽能夠有效的抑制通過空間傳播的電磁干擾。采用屏蔽的目的有兩個,一個是限制內(nèi)部的輻射電磁能量外泄出控制區(qū)域,另一個就是防止外來的輻射電磁能量入內(nèi)部控制區(qū),逆變器采用鋁或者鐵等導(dǎo)體全金屬封裝,達(dá)到屏蔽的效果。
為了減少導(dǎo)線上的輻射干擾,通常會在大電流導(dǎo)線和輸入輸出導(dǎo)線,如濾波電感的連接線上加磁環(huán),防止干擾信號向外傳輸。
隔離主要運用繼電器、隔離變壓器或光電隔離器等器件來切斷電磁噪聲以傳導(dǎo)形式的傳播途徑,其特點是將兩部分電路的地線系統(tǒng)分隔開來,切斷通過阻抗進(jìn)行耦合的可能。
(2)濾波
按照GB4824-2004,考慮如下兩種電磁環(huán)境:
---環(huán)境A:與非低壓共用電網(wǎng)或工業(yè)電網(wǎng)的場所/裝置有關(guān),含高騷擾源。
---環(huán)境B:與低壓公用電網(wǎng),諸如家用、商用和輕工業(yè)場所/裝置有關(guān),不包含高騷擾源。
(1)傳導(dǎo)發(fā)射非家用或不直接連接到住宅的低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的逆變器應(yīng)滿足GB4824-2004中的1組A類限值,見表13。
家用或直接連接到住宅的低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的逆變器應(yīng)滿足GB4824-2004中的1組B類限值,見表14。

家用或直接連接到住宅的低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的逆變器應(yīng)滿足GB4824-2004中的1組B類限值,見表15。
非家用或不直接連接到住宅的低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的逆變器應(yīng)滿足GB4824-2004中的1組A類限值,見表15
