光伏发电中逆变器输出功率波动大的解决方案
Time: 2017-03-21 Reads: 544 Edit: Admin
  曾几何时,光伏发电因为光照强度和温度的变化,逆变器输出功率波动大,对电网产生冲击,而被称为垃圾电而受到限制。随着技术的进步,光伏逆变器完善了多种保护功能,增加了低(零)电压穿越,SVG无功补偿,防PID,逆变器储能等功能,不仅光伏电站自身越来越安全,而且还可以解决电网中一些故障,如在电网出现短时间剧烈振荡时,支撑电网一段时间,电网功率因素低时,还可以发出无功,提高功率因素,加入储能电池后,可以在波谷时吸收电能,波峰时释放电能,起到削峰填谷的作用;通过向组件输入反向直流电,或者负极接地,还可以延缓组件的PID,提高组件的寿命。
  1、光伏电站更具安全性
  光伏发电系统包括组件,支架,汇流箱,配电柜,逆变器,电缆等配件,其中智能逆变器有大脑“CPU”,具备主动检测和预防功能,当电网发生故障或者组件发生故障,逆变器通过电流传感器和电压采样,大脑“CPU”作出判断,指示“执行机构”接触器或者断路器断开,以保护人身,电网,设备的安全。逆变器集成了漏电流保护、直流分量保护、绝缘阻抗检测保护、防雷保护等多项功能。
  2016-2021年中国太阳能光伏逆变器电池产业市场运行暨产业发展趋势研究报告显示,逆变器里面的交流接触器,直流断路器,交流断路器安装地方不同,功能也不一样,交流接触器承担常规性的开机关机动作。直流断路器主要作用是断开组件和逆变器之间的连接,当组件或直流电缆发生短路、接地;逆变器母线电容,IGBT发生短路,必须要断开直流开关。
  从安全的角度出发,集中式逆变器输入直流开关和交流开关均采用塑壳断路器,断路器有自动过流和短路保护功能,在逆变器出现短路故障时,能及时把太阳能电池正负极分开,切断电网和逆变器的联系。
  采用合适的熔断器。电气火灾的特点是燃烧速度非常快,一瞬间就会把一个系统的设备损坏,电气万一发生了火灾,首先要想办法迅速切断火灾范围内的电源回路。熔断器俗称保险丝,在电路发生短路时,能迅速切断电路,避免更大的损失,因此在电力行业应用十分广泛。
  Growatt组串式逆变器内置高精度RCD(残余电流检测)保护模块,在人不慎触碰PV+,漏电流超过限值时把PID抑制模块切断,以保障人身安全。
  2、低(零)电压穿越功能
  公共电网连接到千万家,一旦某个网点发电短路事故,保护装置会立刻切断负载,但在这个极短的时间内,电网电压会拉低,这时如果网内的光伏电站也停机,电网雪上加霜,恢复时间更长。光伏逆变器的低(零)电压穿越功能,就是当电网发生故障出现短时间电压低时,逆变器在规定的时间内不脱网,并向电网注入无功,帮助电网恢复电压。
  3、光伏逆变器SVG无功补偿
  SVG是一种静止型动态无功补偿装置。通过调节电压的幅值和相位,或者控制交流侧电流,迅速吸收或者发出所需的无功功率,实现快速动态调节无功的目的,保障电力系统稳定、高效、优质地运行。光伏电站需要多大的SVG?国标要求一般光伏电站配置的无功容量为电站容量的25%,再加上5%的浮动,就是20%-30%。
  光伏电站配置无功补偿装置,既提高了造价,也造成运行中的很大损耗。逆变器也具备发无功的能力,古瑞瓦特逆变器在满载运行时可以实现正负0.9的无功,在夜间,甚至可以输出 100%的无功,充分发掘并网光伏逆变器的调节潜力,既使系统性能指标符合国家标准要求,在一些情况下还能为电网提供无功辅助服务,提高供电质量,实现多方共赢。
  4、逆变器的反PID技术
  光伏电站现场测试发现,在建成1至2年后出现部分组件功率大幅下降的现象,有些组件功率衰减竟高达50%以上。组件衰减诱因很多,如光致衰减、老化衰减、隐裂、电池片破裂等,其中重要原因之一是组件PID效应。
  为了抑制PID效应,组件厂家从材料、结构等方面做了大量的工作并取得了一定的进展;如可采用抗PID材料、防PID电池和封装技术等。实践中,PID问题的防治更多的是从逆变器端进行。从逆变器角度可采用以下三种方案:
  (1)负极直接接地方案,将光伏组件或逆变器的负极通过电阻或保险丝直接接地,使电池板负极对大地的电压与接地金属边框保持在等电位,消除负偏压,该方案多用于集中式逆变器。
  (2)负极虚拟接地方案,利用模拟中性点装置和电压调整装置,等效将UN抬升,使得U-大于0,消除负偏压,达到负极虚拟接地的目的。
  (3)夜间反PID修复
  利用组件PID的可逆性原理,在夜间逆变器停止工作时段内,利用单独的直流源对电池板施加反向电压,修复白天发生PID现象的电池板,且仅在逆变器不工作时,对电池板进行修复,属于“事后治疗”的被动方案。
  实际电站运行数据显示,通过在逆变器中集成PID防护模块,可以有效的避免组件发生PID现象,减少电站发电量损失。同时,PID模块具有修复功能,可以对已发生PID问题的组件进行修复,使组件各项指标参数恢复正常。
  BELTTT贝尔特PID抑制模块采用第二种方案,通过抬升N线对地电位达到使得PV-对地电位接近于零或为正值,达到PV-虚拟接地的目的,从而实现PID抑制功能。PID模块通过Shine Web Box采集逆变器数据自动调整输出电压,使所有电池板PV-对地电位为接近于零或为正值,达到抑制PID的功能。
  5、光伏储能技术
  光伏+储能的组合将成为解决弃光、平滑输出以及构建智慧微网系统的重要一环。过去的一年里,随着分布式光伏如火如荼的进行,储能产业也开始微风渐起。储能除了大家所熟知的存储能量、解决弃风弃光的问题,还可以用于电网的调峰调频、微电网以及户用系统。

BELTTT贝尔特太阳能发电逆变器