日土电工培训学校,光伏发电系统中逆变器性能评价

  　　逆变器是一种将直流电转换为交流电的电力电子装置。随着光伏发电系统的日益推广，逆变器的用量也在不断增加。因此，对逆变器的技术性能进行科学的评价，使用户正确地选用光伏发电系统中的逆变器就显得十分重要了。鉴于目前我国尚未制定专用逆变器的国家标准，本文仅根据推荐采用的塬国家标准局于1983 年发布的《半导体电力变流器》国家标准和1987年发布的《不间断电源设备》国家标准，并结合作者在研制光伏发电逆变器过程中对其性能的了解，就逆变器的评价方法做一简要介绍。

　　一、逆变器主要技术性能简介表征逆变器性能的基本参数与技术条件内容很多。这里仅就评价逆变器时经常用到的部分参数做一扼要说明。

　　1. 额定输出电压

　　在规定的输入直流电压允许的波动范围内，它表示逆变器应能输出的额定电压值。对输出额定电压值的稳定精度有如下规定：

　　（1） 在稳态运行时，电压波动范围应有一个限定，

　　例如，其偏差不超过额定值的±3 %或±5 %。

　　（2） 在负载突变（额定负载的0 % \50 % \100 %）

　　或有其它干扰因素影响动态情况下，其输出电压偏差不应超过额定值的±8 %或±10 %。

　　2. 输出电压的不平衡度

　　在正常工作条件下，逆变器输出的三相电压的不平衡系统（逆序分量对正序分量之比） 应不超过一个规定值。一般以百分数表示，如：5 %或8 %等等。

　　3. 输出电压的波形失真度

　　当逆变器输出电压为正弦波时，应规定允许的较大波形失真度（或谐波含量） 。通常以输出电压的总波形失真度表示，其值不应超过5 %（单项输出允许10 %） 。

　　4. 额定输出频率

　　逆变器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值，通常为工频50Hz （赫兹） 。正常工作条件下其偏差应在±1 %以内。

　5. 负载功率因数

　　“负载功率因数”表征逆变器带感性负载或容性负载的能力。在正弦波条件下，负载功率因数为0. 7～0.9（滞后） ，额定值为0. 9。

　　6. 额定输出电流（或额定输出容量）

　　它表示在规定的负载功率因数范围内，逆变器的额定输出电流。有些逆变器产品给出的是额定输出容量，其单位以VA （伏安） 或kVA （千伏安） 表示。逆变器的额定容量是当输出功率因数为1（即纯阻性负载）时，额定输出电压与额定输出电流的乘积。

　　7. 额定输出效率

　　逆变器的效率是在规定的工作条件下，其输出功率对输入功率之比，以百分数表示。逆变器在额定输出容量下的效率为满负荷效率，在10 %额定输出容量下的效率为低负荷效率。

　　8. 保护

　　（1） 过电压保护：对于没有电压稳定措施的逆变器，应有输出过电压的防护措施，以使负载免受输出过电压的损害。

　　（2） 过电流保护：逆变器的过电流保护，应能保证在负载发生短路或电流超过允许值时及时动作，使其免受浪涌电流的损伤。

　　9. 起动特性

　　它表征逆变器带负载起动的能力和动态工作时的性能。逆变器应保证在额定负载下可靠起动。

　　10. 噪声

　　电力电子设备中的变压器、滤波电感、电磁开关及风扇等部件均会产生噪音。逆变器正常运行时，其噪声应不超过80dB ，小型逆变器的噪声应不超过65dB 。

　　二、光伏发电系统中逆变器性能评价

　　为了正确选用光伏发电系统中的逆变器，必须对逆变器的技术性能进行评价。根据逆变器对独立光伏发电系统运行特性的影响和光状发电系统对逆变器的性能要求，本文重点讨论以下几项必不可少的评价内容。

1. 额定输出容量

　　额定输出容量表征逆变器向负载供电的能力。额定输出容量值高的逆变器可带更多的用电负载。在此特别指出，当逆变器的负载不是纯阻性时，也就是输出至上的观念。企业要克服一味追求经济效益，偷工减料、以次充好、损害消费者利益的行为;其次，应加强太阳热水器市场的质量监督检查，打击假冒伪劣产品，反对不正当市场竞争，维护企业的利益和荣誉，使太阳热水器健康发展。

　　总之，提高太阳热水器的产品质量，以质量求生存，求发展是企业发展的必由之路。

　　功率小于1 时，逆变器的负载能力将小于所给出的额定输出容量值。

　　2. 输出电压稳定度

　　输出电压稳定度表征逆变器输出电压的稳压能力。多数逆变器产品给出的是当输入直流电压在允许波动范围内，该逆变器输出电压的偏差百分数，通常称为电压调整率。高性能的逆变器应同时给出当负载由0 % →100 %变化时，该逆变器输出电压的偏差百分数，通常称为负载调整率。性能良好的逆变器的电压调整率应≤±3 % ，负载调整率应≤±6 %。

　　3. 整机效率

　　逆变器的效率值表征自身功率损耗的大小，通常以百分数表示。容量较大的逆变器还应给出满负荷效率值和低负荷效率值。千瓦级以下的逆变器满负荷效率应为80 %～ 85 % ， 10 千瓦级的逆变器效率应为85 %～90 %。逆变器效率的高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有着重要影响。

　　4. 保护功能

　　过电压、过电流及短路保护是保证逆变器安全运行的较基本措施。功能完善的正弦波逆变器还具有欠压保护、缺相保护及温度越限报警等功能。

　　5. 起动性能

　　逆变器应保证在额定负载下可靠起动。高性能的逆变器可做到连续多次满负荷起动而不损坏功率器件。小型逆变器为了自身安全，有时采用软起动或限流起动。

　　以上是选用光伏发电系统中逆变器时缺一不可的、较基本的评价项目。其它诸如逆变器的波形失真度、噪声水平等技术性能，对大功率光伏发电系统和并网型光电站仍十分重要。

三、如何选用独立光伏发电系统中的逆变器

　　在选用独立光伏发电系统中的逆变器时，除依据上述五项基本评价内容外，还应註意以下几点：

　　1. 逆变器应具有足够的额定输出容量和过载能力

(整理：电工培训学校)