當前位置: 集邦新能源網(wǎng) > 行業(yè)知識 > 正文

光伏逆變器中的黑科技—諧波抑制技術(shù)

作者: | 發(fā)布日期: 2018 年 07 月 19 日 14:50 | 分類: 行業(yè)知識

光伏逆變器是光伏系統(tǒng)非常重要的一個設(shè)備,主要作用是把光伏組件發(fā)出來的直流電變成交流電,除此之外,逆變器還承擔檢測組件、電網(wǎng)、電纜運行狀態(tài),和外界通信交流,系統(tǒng)安全管家等重要功能。在光伏行業(yè)標準NB32004-2013中,逆變器有100多個嚴格的技術(shù)參數(shù),每一個參數(shù)合格才能拿到證書。國家質(zhì)檢總局每一年也會抽查,對光伏并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品的保護連接、接觸電流、固體絕緣的工頻耐受電壓、額定輸入輸出、轉(zhuǎn)換效率、諧波和波形畸變、功率因數(shù)、直流分量、交流輸出側(cè)過/欠壓保護等9個項目進行了檢驗。一款全新的逆變器,從開發(fā)到量產(chǎn),要兩年多時間才能出來,除了過欠電壓保護等功能外,逆變器還有很多鮮為人知的黑科技,如漏電流控制、散熱設(shè)計、電磁兼容、諧波抑制,效率控制等等,需要投入大量的人力和物力去研發(fā)和測試。

本文主要介紹逆變器的諧波抑制技術(shù)

1、什么是諧波

我們正常用的電都是正弦波交流電,方向和大小都會產(chǎn)生周期性的變化,我國的交流電頻率是50Hz,就是每秒種方向變化50次,按照這種頻率變化的波形叫基波,電網(wǎng)是97%以上都是基波,還有一部分就是諧波 (harmonic wave),是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量,頻率為基頻2倍的諧波稱為二次諧波;頻率為基頻3倍的諧波稱為三次諧波;頻率為基頻n倍(以>1的整數(shù)倍)的諧波稱為n次諧波。此外還規(guī)定,頻率為基頻的奇數(shù)倍的那些諧波,統(tǒng)稱為奇次諧波;頻率為基頻的偶數(shù)倍的那些諧波,統(tǒng)稱為偶次諧波。

2、光伏逆變器為什么要抑制諧波

諧波不但沒有用途,還有十分嚴重的危害。由于大部分設(shè)備都是包括電動機在內(nèi)的感性設(shè)備,只能吸收基波,高次的諧波會轉(zhuǎn)化為熱量或者振動,造成電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲,并使絕緣老化,使用壽命縮短,甚至發(fā)生故障或燒毀;在電力傳送過程中,諧波由于頻率高,產(chǎn)生的阻抗大,因此會多消耗電能,造成電能生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低;諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振,使諧波含量放大,造成電容器等設(shè)備燒毀,或者某些頻段的設(shè)備不能正常工作;諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作,使電能計量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部,諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴重干擾。

3、逆變器如何減少諧波含量

組件發(fā)出來的是直流電,經(jīng)過逆變橋變化之后,大小和方向都發(fā)生了改變,但還不是純正弦波交流電,電流和電壓都不是連續(xù)的,含有大量諧波,要經(jīng)過處理才能變成純正弦波交流電,這個過程就是濾波。光伏逆變器輸出諧波分為兩部分,一是高次諧波,來源于調(diào)制方式,二是低次諧波,來源于開關(guān)死區(qū)效應(yīng)、器件參數(shù)漂移、采樣誤差、控制參數(shù)不匹配等。

逆變器主要從硬件上和軟件上兩個方面去抑制諧波。

硬件上主要是濾波電路,目前逆變器常用的濾波方式有:L,LC,LCL等三種方式。電感是主要特性是電流不能突變,利用這個特性,可以把逆變橋不連續(xù)的電流為轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)的電流;電容的特性是電壓不能突變,利用這個特性,可以把逆變橋不連續(xù)的電壓為轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)的電壓。

L為單電感濾波器,結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,對低頻諧波抑制作用明顯,但高頻諧波抑制不夠理想,需要較大的電感或者較高的頻率來降低諧波電流,因此單電感濾波器通常用于小功率離網(wǎng)逆變器;LC為二階濾波,增加了一個電容,具有較高的濾波能力,一般用于集中式大功率逆變器,后面接隔離變壓器,因為最后是電容,多臺并聯(lián)會引起環(huán)流;LCL為三階濾波,增加一個電容和一個電感,抑制高頻諧波能力強,濾波器的電感輸出,可以多臺并聯(lián),通常應(yīng)用于中大功率組串式逆變器,但逆變器控制算法復(fù)雜,容易導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。

4、逆變器軟件上采取的主要方法有:

(1)提高開關(guān)頻率:逆變器的開關(guān)頻率越高,控制帶寬越寬,對于寬范圍的電流諧波抑制更充分,為保證穩(wěn)定性,逆變器的控制帶寬通常取開關(guān)頻率的1/10左右。逆變器控制算法中輸出電壓為正弦波,當經(jīng)過逆變器調(diào)制輸出PWM波有畸變時,將影響逆變器的輸出諧波與控制效果。提高開關(guān)頻率與輸出PWM電平數(shù)有助于降低PWM波形的畸變率,。

(2)并機諧波抵消能力:1個方陣多臺組串式逆變器距離升壓變壓器距離不一樣,線路阻抗會有差異。線路阻抗會等效改變并網(wǎng)LCL濾波器中的電感,不同的濾波器參數(shù)會改變諧波的相位。當多臺組串式逆變器并聯(lián)工作時,諧波成分將會由于相位的差異而部分相互低消,降低系統(tǒng)整體的諧波值。

(3)消除諧波的軟件控制技術(shù):由于逆變器采用高速度的數(shù)字處理器,可以采用很復(fù)雜的算法,如重復(fù)控制的電流控制器算法,原理是任何周期性的信號都可以分解為直流、基波以及各次諧波之和,因此只要在控制系統(tǒng)的前向通道中在這些頻率處加入無窮大的增益,就可以實現(xiàn)對這些頻率處指令的無靜差跟蹤和擾動抑制。

5、逆變器的電磁兼容標準

中國和國外關(guān)于并網(wǎng)逆變器的標準(鑒衡金太陽標準、IEEE1547、IEC61000-3-12、VDE0126)和并網(wǎng)光伏電站的標準(GB/T 19964-2012、GB 14549、GB 24337、VDE4105、BDEW)對逆變器或光伏電站的諧波電流絕對值進行要求。對于逆變器不同負載率下的諧波電流,要求絕對值不大于滿載下的諧波電流絕對值。中國金太陽標準中規(guī)定了逆變器額定功率運行時,注入電網(wǎng)中的諧波電流THDi不超過5%;同時,在30%,50%,70%負載點處的諧波電流不超過額定功率運行時的。

文章來源:世紀新能源網(wǎng)

【免責聲明】
  • 1、EnergyTrend-集邦新能源網(wǎng)」包含的內(nèi)容和信息是根據(jù)公開資料分析和演釋,該公開資料,屬可靠之來源搜集,但這些分析和信息并未經(jīng)獨立核實。本網(wǎng)站有權(quán)但無此義務(wù),改善或更正在本網(wǎng)站的任何部分之錯誤或疏失。
  • 2、任何在「EnergyTrend-集邦新能源網(wǎng)」上出現(xiàn)的信息(包括但不限于公司資料、資訊、研究報告、產(chǎn)品價格等),力求但不保證數(shù)據(jù)的準確性,均只作為參考,您須對您自主決定的行為負責。如有錯漏,請以各公司官方網(wǎng)站公布為準。
  • 3、「EnergyTrend-集邦新能源網(wǎng)」信息服務(wù)基于"現(xiàn)況"及"現(xiàn)有"提供,網(wǎng)站的信息和內(nèi)容如有更改恕不另行通知。
  • 4、「EnergyTrend-集邦新能源網(wǎng)」尊重并保護所有使用用戶的個人隱私權(quán),您注冊的用戶名、電子郵件地址等個人資料,非經(jīng)您親自許可或根據(jù)相關(guān)法律、法規(guī)的強制性規(guī)定,不會主動地泄露給第三方。
【版權(quán)聲明】
  • 「EnergyTrend-集邦新能源網(wǎng)」所刊原創(chuàng)內(nèi)容之著作權(quán)屬于「EnergyTrend-集邦新能源網(wǎng)」網(wǎng)站所有,未經(jīng)本站之同意或授權(quán),任何人不得以任何形式重制、轉(zhuǎn)載、散布、引用、變更、播送或出版該內(nèi)容之全部或局部,亦不得有其他任何違反本站著作權(quán)之行為。
相關(guān)推薦

10GW!華能集團2025年光伏逆變器框招

發(fā)布日期: 2024 年 12 月 16 日 15:49  |  關(guān)鍵字: ,

上能電氣簽署沙特PIF四期光伏電站2.6GW逆變器供貨協(xié)議

發(fā)布日期: 2024 年 11 月 28 日 13:40  |  關(guān)鍵字: ,

2.6GW光伏逆變器大單簽訂

發(fā)布日期: 2024 年 11 月 21 日 10:48  |  關(guān)鍵字: ,

科士達、固德威中標大唐1GW分布式組串逆變器采購

發(fā)布日期: 2024 年 08 月 28 日 10:31  |  關(guān)鍵字: ,