光伏逆变器测试方法与流程

        因此对于光伏逆变器而言,其必须具备应对阳光辐照度持续变化的策略,始终维持、或者是在尽可能短的时间内恢复到一个较高的MPPT精度水平,以及较高的转化效率,才能在现实生活中实现良好的发电效果。目前光伏逆变器行业中各大厂商对于静态MPPT追踪算法的处理基本都展现出了很高的水准,可以精确地维持在非常接近100%的水平,为后端直流转交流的过程提供了良好的基础。这一点也体现在各个型号的逆变器的总体效率参数上,标称值-般都很高。而在逆变器实际的工作环境中,日照、温度等外部条件是处于实时动态变化的过程中,逆变器在这样的条件下工作,其动态效能也就成为了衡量其实际性能的不可忽视的重要指标。但此前的测试更多地集中于模拟各种静态条件下(即在测试过程中维持给定的IV曲线不变化),或者是有限的低强度变化,较少涉及长时间、高强度的真实工作状况的模拟。笔者关注使用光伏模拟器来模拟光伏阵列随时间而发生动态变化的输出,探究此动态MPPT测试功能的实用性和其中需要注意的要点。由于动态天气的组合方式几乎无穷无尽,因此首要的问题是光伏模拟器提供了哪些典型类型的天气文档,以及是否有足够的灵活度来供客户自行生成新的天气文档,是否提供足够高的时间分辨率来支持快速的辐照度变化。由于光伏逆变器工作时,直流输入侧连接光伏面板。正常情况下,光伏面板是浮地的,其对地的阻抗是无穷大的。但是在雨雪大雾天气等特殊情景下,光伏面板对地的绝缘阻抗可能会降低,这时若光伏逆变器开启,可能会危及人身安全。安规要求光伏面板对地阻抗,光伏逆变器才能开始工作。因此,选择合适的方法检测绝缘阻抗,目前常用的绝缘阻抗检测方法主要有交流注入法和电桥法。交流注入法是指向光伏逆变器正负母线注入一个低频的交流信号,通过检测漏电流来确定绝缘阻抗的大小。这种方法受光伏面板分布电容的影响,而且成本较高。电桥法是搭建一个电阻桥路,通过开关控制其中一个桥臂的阻值,然后通过检测电压的变化来计算绝缘阻抗。该方法成本较低,但依然需要增加一个继电器来控制某一桥臂电阻的接入和断开。

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         逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置,主要用于把直流电力转换成交流电力。一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压;逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。逆变器主要由晶体管等开关元件构成,使直流输入变成交流输出。当然,这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实用。一般需要采用高频脉宽调(SPWM),使靠近正弦波两端的电压宽度变狭,正弦波中央的电压宽度变宽,并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝一方向动作,这样形成一个脉冲波列(拟正弦波)。然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。逆变器不仅具有直交流变换功能,还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能。早晨日出后,太阳辐射强度逐渐增强,太阳电池的输出也随之增大,当达到逆变器工作所需的输出功率后,逆变器即自动开始运行。进入运行后,逆变器便时时刻刻监视太阳电池组件的输出,只要太阳电池组件的输出功率大于逆变器工作所需的输出功率,逆变器就持续运行;直到日落停机,即使阴雨天逆变器也能运行。当太阳电池组件输出变小,逆变器输出接近0时,逆变器便形成待机状态。太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温度(芯片温度)而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随电流增大而下降的特性,因此存在能获取最大功率的最佳工作点。太阳辐射强度是变化着的,显然最佳工作点也是在变化的。相对于这些变化,始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率点,系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出,这种控制就是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点就是包括了最大功率点跟踪(MPPT)这一功能。决定逆变效率有两大因素:在将直流电流转换成交流正弦波时,需利用使用功率半导体的电路对直流电流作开关处理,这时功率半导体发热会导致产生损失,但通过改进开关电路的设计,可使这一损失减低至最小。凭借逆变器的控制经验来提高效率。太阳能面板的输出电流和电压会随着日照和温度而发生变化,而逆变器可对电流和电压进行最佳控制,使其达到最大的电力量,也就是能在越短时间内找到最佳电力点,转换效率就会越高。而逆变器的这种控制特性会因各制造商的产品的不同而有所不同,其转换效率也不同。