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對(duì)射型安全光柵

【深度解析】光伏系統(tǒng)發(fā)電量低之逆變器故障

發(fā)布日期:2022-10-21 點(diǎn)擊率:202

DQZHAN技術(shù)訊:【深度解析】光伏系統(tǒng)發(fā)電量低之逆變器故障

光伏系統(tǒng)安裝之后,用戶*關(guān)心就是發(fā)電量,因?yàn)樗苯雨P(guān)系到用戶的投資回報(bào)。影響發(fā)電量的因素很多,組件、逆變、電纜的質(zhì)量、安裝朝向方位角、傾斜角度、灰塵、陰影遮擋、組件和逆變器配比系統(tǒng)方案、線路設(shè)計(jì)、施工、電網(wǎng)電壓等等各種因素都有可能。本系列文章將根據(jù)實(shí)際案例一一探討各種因素。本文主要討論逆變器故障對(duì)系統(tǒng)的影響


光伏系統(tǒng)逆變器




光伏系統(tǒng)是由組件、支架、逆變器、電纜、配電柜等設(shè)備組成。支架是結(jié)構(gòu)設(shè)備,除了風(fēng)災(zāi)破壞外一般不會(huì)壞;組件和逆變器是發(fā)電設(shè)備,但組件功率密度少,如一個(gè)10kW電站,使用40塊組件,總面積達(dá)64平方米,但這些能量都集中到一臺(tái)面積為0.25平方米的逆變器里,逆變器功率密度高,里面便是高溫高壓高電流。


另外逆變器需要處理的事情也特別多,除了把直流電變成交流電外,還要承擔(dān)檢測(cè)組件和電網(wǎng)狀況、系統(tǒng)絕緣、對(duì)外通訊等任務(wù),計(jì)算量大,容易出錯(cuò)。


光伏逆變器是由電路板、熔斷器、功率開關(guān)管、電感、繼電器、電容、顯示屏、風(fēng)扇、散熱器,結(jié)構(gòu)件等部件組成。每個(gè)部件的壽命不一樣,逆變器的使用壽命可以用“木桶理論”來(lái)解釋,木桶的*大容量是由*短的木板決定的,逆變器的使用壽命是由壽命*短的部件決定,逆變器*容易出故障是功率開關(guān)管、電容、顯示屏、風(fēng)扇等4個(gè)部件。


功率開關(guān)管




功率開關(guān)管是把直流轉(zhuǎn)換為交流的主要器件,是逆變器的心臟。


目前逆變器使用的功率開關(guān)管有IGBT、MOSET等,是逆變器*脆弱的一個(gè)部件,它有三怕:一怕過(guò)壓,一個(gè)耐壓600V的管子,如果兩端電壓超過(guò)600V,不到0.1秒種就會(huì)炸掉;二怕過(guò)流,一個(gè)額定電流為50A的管子,如果通過(guò)的電流大于50A,不到0.2秒種就會(huì)炸掉;三怕過(guò)溫,IGBT節(jié)溫不般有150度或者175度,一般都把它控制在120度以下,散熱設(shè)計(jì)是逆變器*關(guān)鍵技術(shù)之一。


功率器件損壞,就意味逆變器需要整機(jī)更換。但也不必過(guò)份擔(dān)心,因?yàn)槟孀兤髟谠O(shè)計(jì)時(shí),這些因素都已考慮周全,在正常情況下,使用壽命到20年沒(méi)有問(wèn)題。逆變器在安裝時(shí),要考慮給逆變器留有散熱通道,另外電網(wǎng)如有過(guò)高的諧波和過(guò)于頻繁的電壓突變,也會(huì)造成功率器件過(guò)壓損壞。


電解電容




電容是能量存儲(chǔ)的部件,也是逆變器必不可少的元器件之一。


電容有電解電容、薄膜電容等,各有特點(diǎn),都是逆變器所需。影響電解電容壽命的原因有很多,過(guò)電壓、諧波電流、高溫、急速充放電等等,正常使用情況下,*大的影響是溫度,因?yàn)闇囟仍礁唠娊庖旱膿]發(fā)損耗越快。需要注意的是這里的溫度不是指環(huán)境或表面溫度,而是指鋁箔工作溫度。


廠商通常會(huì)將電容壽命和測(cè)試溫度標(biāo)注在電容本體,電解液的揮發(fā)限制了電解電容的壽命,日本NCC電容是世界上*好的電容之一,它在規(guī)格書上標(biāo)注*長(zhǎng)壽命是15年。


液晶顯示屏


逆變器的液晶顯示屏可以顯示光伏電站瞬時(shí)功率、發(fā)電量、輸入電壓等各種指標(biāo)。如能顯示故障原因,將是個(gè)很好用的部件。


多數(shù)逆變器都有顯示器,但也有沒(méi)有的。除了上述優(yōu)點(diǎn)外,液晶顯示器有一個(gè)致命缺陷——使用壽命短。質(zhì)量一般的液晶顯示器工作3-4萬(wàn)小時(shí),就會(huì)嚴(yán)重衰減不能使用。我們按照逆變器工作時(shí)間6:00-20:00計(jì)算,液晶顯示器每天工作14個(gè)小時(shí),一年為5000小時(shí)。假設(shè)液晶顯示器壽命為4萬(wàn)小時(shí),那么它的使用壽命為8年。


現(xiàn)在戶用逆變器一般保留顯示器,電站用的中大功率組串逆變器,無(wú)液晶顯示屏是趨勢(shì)。


風(fēng)扇


組串式逆變器散熱方式主要有強(qiáng)制風(fēng)冷和自然冷卻兩種。


強(qiáng)制風(fēng)冷就要用到風(fēng)扇,通過(guò)組串式逆變器散熱能力對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),中大功率組串式逆變器,強(qiáng)制風(fēng)冷的散熱效果要優(yōu)于自然冷卻散熱方式。采用強(qiáng)制風(fēng)冷可使逆變器內(nèi)部電容、IGBT等關(guān)鍵部件溫升降低20℃左右,可確保逆變器長(zhǎng)壽命高效工作,而采用自然冷卻方式的逆變器溫升高,元器件壽命降低。上等風(fēng)扇的壽命為4萬(wàn)小時(shí)左右,智能散熱的逆變器,一般是逆變器功率到30%以上才開始工作,平均每天工作時(shí)間約4-5小時(shí),每年約1800小時(shí),使用20年沒(méi)有問(wèn)題。


風(fēng)扇*常見的故障是風(fēng)機(jī)電源壞,或者有異物進(jìn)入風(fēng)扇內(nèi)部,阻礙了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。


總結(jié)


光伏逆變器做為一個(gè)電子產(chǎn)品,使用上有一定的局限性,設(shè)計(jì)和安裝時(shí)要注意。有經(jīng)驗(yàn)的EPC安裝商,逆變器故障率要比沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的安裝商低30%以上,所以經(jīng)驗(yàn)很重要。逆變器運(yùn)輸和安裝時(shí),要輕拿輕放,避免里面的接頭松動(dòng)。溫度對(duì)逆變器主要部件壽命影響較大,逆變器要避免陽(yáng)光直曬,安裝在通風(fēng)散熱的地方;組件和逆變器匹配要注意,逆變器不要長(zhǎng)時(shí)間工作在滿載狀態(tài);逆變器不要安裝在諧波過(guò)高的電網(wǎng)環(huán)境,這可明顯降低逆變器發(fā)生故障的機(jī)率,延長(zhǎng)其使用壽命。


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