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光伏逆變器保護功能解析
2017-08-24

    隨著新能源的發展,光伏電站的類型與功能也在不斷完善。其中光伏逆變器具備著一系列可靠的保護功能,包括:LVRT、防PID、防雷保護、PV正負反接保護等保護功能。
    1. LVRT能力
    LVRT為光伏電站低電壓穿越技術,是指當電網故障或擾動引起的光伏電站并網點電壓波動時,在一定的范圍內,光伏電站能夠不間斷地并網運行。
《光伏電站接入電網技術規定》和《光伏電站接入電網測試規程》,要求接入電網的光伏發電站應具有30kV及以上電壓等級具有低電壓穿越能力,科士達20K及其以上的機型可以做到以下兩點:
1)光伏發電站并網點電壓跌至0時,光伏發電站應能不脫網持續運行0.15s。
2)光伏發電站并網點電壓跌至下圖中曲線1以下時,光伏發電站能從電網切出。圖為光伏電站的低電壓穿越能力要求。
    2. 防PID保護
    PID (Potential Induced Degradation)為電位誘發衰減。PID最早是Sunpower 在2005年發現的。組件長期在高電壓作用下使得玻璃、封裝材料之間存在漏電流,大量電荷聚集在電池片表面,使得電池片表面的鈍化效果惡化,導致Isc、Voc降低,是組件性能低于設計標準。在2010年,NREL和Solon證實了無論組件采用何種技術的p型晶硅電池片,組件在負偏壓下都有PID的風險。
科士達采用負極加虛擬正壓方案,保證PV-對地電壓高于0V,系統接線如圖所示:
    3. 防雷保護
    添加浪涌保護器,當電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產生尖峰電流時,浪涌保護器能在極短的時間內導通分流,從而避免浪涌對回路中其他設備的損害。
    4. PV正負反接保護
一方面,機器輸入端口類型不同,避免接反。另一方面,集中式逆變器中選配防反二極管,有效保護逆變器。IGBT中的二極管也可以起到保護逆變器的作用。
    5. 自檢功能
科士達的機型擁有強大的自檢功能,包括CONSISTANT(交流電壓移植性檢測);IOS(直流絕緣阻抗檢測);ISLAND(孤島監測);DCI(逆變電流檢測);V LOAD(過壓檢測);Relay(繼電器檢測);GFCI(漏電流檢測);CURR INV(防逆流箱檢測)。光伏逆變器通過自檢可以有效避免問題的發生,為客戶減少不必要的損失。
   6. 孤島效應
    孤島(Islanding)是指與電網相連的光伏并網系統,當電網發生故障或主動切斷時,不能在短時間內與電網切斷,繼續向當地負載發電的情況。在電網發生故障而當地接地故障檢測失敗時,如果光伏繼續發電,可能會導致:
    (1)在電網重新閉合時,由于光伏并網發電系統與電網相位不同而造成發電設備損壞;
    (2)在電網脫離時,維修人員檢修可能你會造成維修人員的人身傷害。
    科士達光伏逆變器的防孤島保護有主動式和被動式兩種,設置至少各一種主動和被動防孤島保護。主動防孤島保護方式主要有頻率偏離、有功功率變動、無功功率變動、電流脈沖注入引起阻抗變動等;被動防孤島保護方式主要有電壓相位跳動、3次諧波變動、頻率變化率等。