并網(wǎng)光伏逆變器的根柢計劃
不管選用何種技能，逆變器的根柢計劃都很了解，且十分相似。其間心便是將直流電壓（光伏組件）改換成溝通電壓（可并網(wǎng)）的進(jìn)程。在改動的進(jìn)程中，不斷地改換直流電的正負(fù)極聯(lián)接，然后構(gòu)成方向改動的溝通電。所以，逆變器的要害部件是橋接開關(guān)（晶體管元件，見圖1：a）），這個開關(guān)橋的一側(cè)聯(lián)接輸入的直流電源，在另一側(cè)聯(lián)接溝通電網(wǎng)。在作業(yè)進(jìn)程中，只需兩個相對的開關(guān)能夠一同關(guān)閉。
假定將此開關(guān)橋的開關(guān)速度設(shè)置成與電網(wǎng)頻率一樣，則有理論上能夠?qū)虻妮敵鰝?cè)與電網(wǎng)聯(lián)接。可是，由于這么輸出的電流是方波，且強(qiáng)度沒有改動，因而需求在輸出端設(shè)備一個具有鐵芯的電感器，用以將輸出電流操控變成正弦波形狀。橋的斷開選用脈沖進(jìn)程進(jìn)行，然后構(gòu)成與脈沖有關(guān)的較小電流重量。這么的電流重量能夠?qū)﹄姼衅鞯碾娏鬟M(jìn)行操控。脈沖的頻率通常為20KHz ， 這么就徹底能夠構(gòu)成50Hz的電流，見圖1：b）。
關(guān)于光伏逆變器來說，還有一個十分首要的設(shè)備不能丟掉：輸入端的電容器，見圖1： c ） 。電容器的效果是貯存電能，確保來自覺電側(cè)的電流持續(xù)一同供應(yīng)橋接開關(guān)，并通過與電網(wǎng)頻率同步改動的橋進(jìn)入電網(wǎng)。只需在輸入電容器的容量滿足大的狀況下，才干夠確保光伏發(fā)電系統(tǒng)的持續(xù)、正常作業(yè)。
圖1：光伏逆變器的根柢計劃
圖2描繪了可用于直接并網(wǎng)的逆變器的根柢功用。但在實習(xí)運用中，輸入電壓的計劃具有必定的捆綁性。關(guān)于并網(wǎng)發(fā)電運用，其輸入電壓有必要在任何時刻都高于電網(wǎng)的峰值電壓。當(dāng)電網(wǎng)電壓的有用值為250V時，抵達(dá)正常并網(wǎng)懇求的發(fā)電源側(cè)的最低電壓應(yīng)為354V。
與規(guī)范逆變器的根柢計劃紛歧樣，直接并網(wǎng)逆變器有許多辦法來調(diào)整或跋涉輸入電壓計劃。常用的逆變器技能計劃與構(gòu)造都各紛歧樣：
圖2：最常用的逆變器電路圖表一覽
上面說到的逆變器拓樸構(gòu)造不只在電氣隔絕方面紛歧樣，在可抵達(dá)的功率、對電壓的依托性等方面也各紛歧樣。因而，沒有一同的公式來界定何種逆變器計劃是最優(yōu)良的計劃，用戶有必要要思考到詳細(xì)運用的逆變器特性。
無隔絕變壓器光伏逆變器的技能要害
現(xiàn)在，只需光伏發(fā)電站計劃合理，徹底能夠經(jīng)濟(jì)作業(yè)。直接并入電網(wǎng)的無變壓器型逆變器由于其低本錢、高功率而日益遭到注重。可是，該技能依然被以為是“有疑問的”。這一點將鄙人面進(jìn)行查驗和闡明。
變壓器將電能轉(zhuǎn)化成磁能，再將磁能轉(zhuǎn)化成電能。在輸入與輸出端之間設(shè)備的電氣隔絕設(shè)備致使的能量丟掉可抵達(dá)1%，乃至高達(dá)2%。因而，無變壓器型逆變器的作業(yè)功率要比變壓器型逆變器高。這種技能還有許多其它的長處，例如資料耗費少、重量輕等。
言而總歸，無變壓器型逆變器相對體積較小、重量較輕、報價也比照廉價，在許多方面都比變壓器型逆變器更具優(yōu)勢。盡管光伏發(fā)電站的作業(yè)和安全性都不需求選用電氣隔絕辦法，在計劃直接并網(wǎng)的逆變器時仍是應(yīng)當(dāng)思考到以下幾個方面。
圖5：外觀一樣，內(nèi)部電路紛歧樣：變壓器型和無變壓器型兩種Sunny Boy功率特性。
正常作業(yè)狀況下的漏電電流
將來自光伏組件的電壓選用高頻率（20kHz）改換進(jìn)程中，高頻電壓應(yīng)對等于電網(wǎng)電壓峰值；這些電壓在逆變器內(nèi)部被以為是攪擾，濾波器能夠阻斷這些攪擾，避免其進(jìn)入電網(wǎng)。(電工之家http://)但有理論上，阻撓來自覺電電源側(cè)的直流重量進(jìn)入溝通電網(wǎng)是不或許必定完畢的。
這么，依據(jù)所選用逆變器構(gòu)造的紛歧樣，在溝通輸出中也將存在紛歧樣的對地直流電壓重量。假定太陽能電池組和/或許其接線端對地存在溝通電壓，將發(fā)作“漏電電流”，通過寄生電容流向電池組接地址。
圖6：Sunny Boy 2100TL逆變器光伏電池組對地電壓
圖7：Sunny Boy 5000TL HC多組串逆變器光伏電池組對地電壓
下面咱們以Sunny Boy 2100TL和Sunny Boy 5000TL HC兩種逆變器為例。如上圖所示。這兩種逆變器的作業(yè)會在其電子有些發(fā)作與時刻有關(guān)的電勢，它們的光伏組件對地電壓也紛歧樣。Sunny Boy 2100TL選用H型橋構(gòu)造，加在光伏組件上的電壓為電網(wǎng)電壓有用值的一半。
多組串逆變器SB5000TL HC則選用電容半橋構(gòu)造。橋的中線直接聯(lián)接在電網(wǎng)的中線上。這么的效果便是發(fā)作的對地電壓僅僅50Hz的低電壓值，其重量僅僅電網(wǎng)電壓很小的一有些，只恰當(dāng)于變壓器拓?fù)錁?gòu)造中的電壓紋波量。
除了電網(wǎng)電壓跋涉方面的思考，漏電電流的巨細(xì)還取決于光伏組件寄生電容的巨細(xì)，該電容值巨細(xì)與電池面積及組件與邊框之間的間隔有關(guān)。因而，關(guān)于漏電電流狀況，應(yīng)當(dāng)在計劃系統(tǒng)時就細(xì)心思考逆變器的構(gòu)造和光伏組件規(guī)范。面積越大、電池與光伏組件邊框之間的間隔越小，發(fā)作的漏電電流就越大。無邊框構(gòu)造光伏組件的漏電電流值很低?？墒牵O(shè)備在不銹鋼箔上的非晶電池會發(fā)作很大的漏電電流。
外部條件也會對漏電電流發(fā)作影響，因而不行避免會發(fā)作必定的動搖。假定沉淀物或許清洗液弄濕了光伏組件，漏電電流就會添加；這些液體中的電子物質(zhì)成分縮短電池與電池間的間隔，構(gòu)成漏電電流添加。
總歸，光伏組件在作業(yè)時的漏電電流（正常狀況下）取決于許多作業(yè)條件，沒有定值來衡量。以H型橋逆變器（如Sunny Boy 2100TL）為例，在作業(yè)進(jìn)程中光伏組件的漏電電流值在1-30mA/KWp計劃內(nèi)。
光伏組件中的缺陷電流
在并網(wǎng)運用的光伏電站中，只能運用電池片與邊框有牢靠絕緣的光伏組件。組件要具有雙倍或超強(qiáng)的絕緣辦法，而且要充沛思考光伏組件的系統(tǒng)耐壓性，以確保即便在光伏系統(tǒng)作業(yè)狀況下也能夠觸摸組件外表，不會構(gòu)成風(fēng)險。現(xiàn)在，悉數(shù)的光伏組件能夠抵達(dá)Ⅱ級防護(hù)，在挑選時并沒有太嚴(yán)峻的捆綁。
如上所述， 關(guān)于無變壓器型逆變器，在作業(yè)韶光伏組件上的電壓可所以疊加了溝通電網(wǎng)的同步電壓值。當(dāng)觸摸組件外表時，或許會發(fā)刁難地的缺陷電流。假定組件的絕緣滿足好，通常來說很難有這么的電流發(fā)作。可是，缺陷電流放電的強(qiáng)度會隨一些條件的改動而添加，如光伏電池間隔縮短（這種狀況下通明玻璃或塑料板厚度削減）、觸摸面積添加等。比方：由于清洗光伏組件的液體中富含導(dǎo)電物質(zhì)，會構(gòu)成導(dǎo)電面積拓寬，然后致使意外的缺陷電流。在這種狀況下盡管無法對風(fēng)險電流預(yù)先查看，但假定發(fā)作意外會構(gòu)成必定的風(fēng)險。為了避免由此（相似俄然從梯子上掉下來等）發(fā)作的安全風(fēng)險，也為了避免風(fēng)險，在締造光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)時，用戶應(yīng)當(dāng)遵照以下進(jìn)程：
1）將光伏組件的邊框以及別的導(dǎo)電氣有些與接地線聯(lián)接
2）在對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)或?qū)夥M件進(jìn)行收拾時，斷開逆變器與電網(wǎng)的聯(lián)接
有了這些維護(hù)辦法，人員安全就能夠得到徹底的確保。計劃精細(xì)的無變壓器型逆變器還有額定的維護(hù)，即便逾越電氣隔絕型逆變器懇求的安全規(guī)范，也勿需憂慮安全疑問。
在該類型逆變器中， 要對組件或許發(fā)作的DC或AC漏電電流進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測， 一旦發(fā)作缺陷電流（ 大于3 0mA） ， 逆變器當(dāng)即斷開與電網(wǎng)的聯(lián)接?？墒?，實習(xí)運用中對缺陷電流的監(jiān)測比簡略監(jiān)測漏電電流巨細(xì)更為雜亂。漏電電流在系統(tǒng)作業(yè)狀況下是隨時改動的，在并網(wǎng)之前無從得知其時的數(shù)值。因而，在每次逆變器接入電網(wǎng)前，會查看光伏組件的絕緣電阻。只需當(dāng)絕緣電阻逾越懇求的電阻值（ 大于1M歐姆）時，才干證實沒有缺陷電流寫入電網(wǎng)，這時能夠聯(lián)接電網(wǎng)。因而，辨認(rèn)缺陷電流不只通過監(jiān)測漏電電流的添加，還要通過丈量電流的改動率來得悉。悉數(shù)缺陷電流監(jiān)控設(shè)備都有必要具有漏電電流查看功用（兩層的），各監(jiān)測系統(tǒng)有必要能夠獨立辨認(rèn)缺陷電流。這么，人身安全就會得到更多的確保。RCD維護(hù)在調(diào)試往后很少或許根柢不需求再進(jìn)行人工查驗，但上述維護(hù)辦法遠(yuǎn)比通常的RCD維護(hù)更有用。
進(jìn)入溝通電網(wǎng)的直流重量
直接與電網(wǎng)并接，通常會致使直流電直接進(jìn)入溝通電網(wǎng)。該直流電成分會影響電網(wǎng)上的設(shè)備（ 局域電網(wǎng)變壓器） 的正常作業(yè)和RCD的作業(yè)特性，一同會使與電網(wǎng)并接的用電器中的變壓器發(fā)作內(nèi)訌，發(fā)作磁飽滿，而這并不是用電器所懇求的運用環(huán)境。盡管這種狀況不必定會損壞設(shè)備，但可致使使發(fā)起電網(wǎng)中避免直流成分的維護(hù)設(shè)備作業(yè)。所以，理論上并網(wǎng)型逆變器都設(shè)置有避免直流電進(jìn)入電網(wǎng)的避免辦法（通過50Hz變壓器或電容器進(jìn)入電網(wǎng)）。
還有一點十分首要，即逆變器向電網(wǎng)送入直流電的才干不只僅取決所以不是存在隔絕變壓器。而與電容器相聯(lián)絡(luò)，變壓器僅僅能夠在電氣隔絕的狀況下傳輸功率。實習(xí)上，咱們關(guān)懷的是電路中的電氣部件向電網(wǎng)輸入直流電流的才干。關(guān)于直接與電網(wǎng)聯(lián)接的高頻變壓器型逆變器，通常的逆變橋不管是不是有變壓器，都能夠向電網(wǎng)運送直流電流。
關(guān)于SMA逆變器，電容是橋的一有些。變壓器型逆變器的變壓器設(shè)置在橋的電網(wǎng)側(cè)，然后只能向電網(wǎng)供應(yīng)溝通電流（如Sunny Boy 5000TLHC和悉數(shù)變壓器型逆變器）。
即便逆變橋發(fā)作缺陷，也不或許向電網(wǎng)持續(xù)送入直流電流。要素是逆變器中串連的兩個雙極繼電器會在這種狀況下堵截與電網(wǎng)的聯(lián)接，該計劃運用于悉數(shù)SMA無變壓器型逆變器。假定繼電器失效，橋的短路會構(gòu)成過流發(fā)作，逆變器中的過載維護(hù)（過載開關(guān)）仍會發(fā)起，并堵截與電網(wǎng)的聯(lián)接。
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光伏逆變器原理圖" src="http://www.22plc.com/uploads/allimg/blog/as11j3pe0ki.jpg" height="192" width="500"/>
定論
選用無隔絕變壓器型逆變器的光伏電站，具有發(fā)電量很高的長處。就安全而言，徹底能夠與選用物理電氣隔絕設(shè)備的發(fā)電站相媲美。由于內(nèi)部選用了完善的人員維護(hù)設(shè)備，該設(shè)備的驅(qū)動由來自具有主動監(jiān)測漏電電流功用的系統(tǒng)完畢，維護(hù)才干愈加志趣。在計劃光伏電站時，要充沛思考如下幾點：
● 選用絕緣好的光伏組件和電纜（Ⅱ級維護(hù)）
● 將光伏組件和/或許光伏組件邊框與接地聯(lián)接
● 選用具有完善缺陷電流查看、監(jiān)控的無變壓器型逆變器
● 留心電容與電網(wǎng)聯(lián)接時，需監(jiān)測送入電網(wǎng)的直流重量
● 當(dāng)需求在電源接點進(jìn)行缺陷電流查看時，應(yīng)留心組件作業(yè)時的漏電電流（如設(shè)置漏電電流監(jiān)測值為100mA或更高）
● 在對光伏發(fā)電站進(jìn)行修補(bǔ)時，要斷開逆變器
由于光伏發(fā)電站出資收回周期首要取決于發(fā)電量，可見逆變器的改換功率尤為首要。鑒于SMA系統(tǒng)的條件優(yōu)勢，無變壓器型逆變器將在光伏商場的競賽中占有愈加首要的方位。
