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光伏逆变器保护功能解析
2017-08-24

    随着新能源的发展,光伏电站的类型与功能也在不断完善。其中光伏逆变器具备着一系列可靠的保护功能,包括:LVRT、防PID、防雷保护、PV正负反接保护等保护功能。
 
    1. LVRT能力  
    LVRT为光伏电站低电压穿越技术,是指当电网故障或扰动引起的光伏电站并网点电压波动时,在一定的范围内,光伏电站能够不间断地并网运行。
《光伏电站接入电网技术规定》和《光伏电站接入电网测试规程》,要求接入电网的光伏发电站应具有30kV及以上电压等级具有低电压穿越能力,科士达20K及其以上的机型可以做到以下两点:
1)光伏发电站并网点电压跌至0时,光伏发电站应能不脱网持续运行0.15s。
2)光伏发电站并网点电压跌至下图中曲线1以下时,光伏发电站能从电网切出。图为光伏电站的低电压穿越能力要求。
 
    2. 防PID保护
    PID (Potential Induced Degradation)为电位诱发衰减。PID最早是Sunpower 在2005年发现的。组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流,大量电荷聚集在电池片表面,使得电池片表面的钝化效果恶化,导致Isc、Voc降低,是组件性能低于设计标准。在2010年,NREL和Solon证实了无论组件采用何种技术的p型晶硅电池片,组件在负偏压下都有PID的风险。
科士达采用负极加虚拟正压方案,保证PV-对地电压高于0V,系统接线如图所示:
 
    3. 防雷保护
    添加浪涌保护器,当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流时,浪涌保护器能在极短的时间内导通分流,从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。
 
    4. PV正负反接保护
一方面,机器输入端口类型不同,避免接反。另一方面,集中式逆变器中选配防反二极管,有效保护逆变器。IGBT中的二极管也可以起到保护逆变器的作用。
 
    5. 自检功能
    科士达的机型拥有强大的自检功能,包括CONSISTANT(交流电压移植性检测);IOS(直流绝缘阻抗检测);ISLAND(孤岛监测);DCI(逆变电流检测);V LOAD(过压检测);Relay(继电器检测);GFCI(漏电流检测);CURR INV(防逆流箱检测)。光伏逆变器通过自检可以有效避免问题的发生,为客户减少不必要的损失。
 
   6. 孤岛效应
    孤岛(Islanding)是指与电网相连的光伏并网系统,当电网发生故障或主动切断时,不能在短时间内与电网切断,继续向当地负载发电的情况。在电网发生故障而当地接地故障检测失败时,如果光伏继续发电,可能会导致:
    (1)在电网重新闭合时,由于光伏并网发电系统与电网相位不同而造成发电设备损坏;
    (2)在电网脱离时,维修人员检修可能你会造成维修人员的人身伤害。
    科士达光伏逆变器的防孤岛保护有主动式和被动式两种,设置至少各一种主动和被动防孤岛保护。主动防孤岛保护方式主要有频率偏离、有功功率变动、无功功率变动、电流脉冲注入引起阻抗变动等;被动防孤岛保护方式主要有电压相位跳动、3次谐波变动、频率变化率等。