曾幾何時,光伏發(fā)電因為光照強度和溫度的變化,逆變器輸出功率波動大,對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊,而被稱為垃圾電而受到限制。隨著技術的進步,光伏逆變器完善了多種保護功能,增加了低(零)電壓穿越,SVG無功補償,防PID,逆變器儲能等功能,不僅光伏電站自身越來越安全,而且還可以解決電網(wǎng)中一些故障,如在電網(wǎng)出現(xiàn)短時間劇烈振蕩時,支撐電網(wǎng)一段時間,電網(wǎng)功率因素低時,還可以發(fā)出無功,提高功率因素,加入儲能電池后,可以在波谷時吸收電能,波峰時釋放電能,起到削峰填谷的作用;通過向組件輸入反向直流電,或者負極接地,還可以延緩組件的PID,提高組件的壽命。
1、光伏電站自身的安全性
光伏發(fā)電系統(tǒng)包括組件,支架,匯流箱,配電柜,逆變器,電纜等配件,其中只能逆變器有大腦“CPU”,具備主動檢測和預防功能,當電網(wǎng)發(fā)生故障或者組件發(fā)生故障,逆變器通過電流傳感器和電壓采樣,大腦“CPU”作出判斷,指示“執(zhí)行機構(gòu)”接觸器或者斷路器斷開,以保護人身,電網(wǎng),設備的安全。逆變器集成了漏電流保護、直流分量保護、絕緣阻抗檢測保護、防雷保護等多項功能。
逆變器里面的交流接觸器,直流斷路器,交流斷路器安裝地方不同,功能也不一樣,交流接觸器承擔常規(guī)性的開機關機動作。直流斷路器主要作用是斷開組件和逆變器之間的連接,當組件或直流電纜發(fā)生短路、接地;逆變器母線電容,IGBT發(fā)生短路,必須要斷開直流開關。
從安全的角度出發(fā),集中式逆變器輸入直流開關和交流開關均采用塑殼斷路器,斷路器有自動過流和短路保護功能,在逆變器出現(xiàn)短路故障時,能及時把太陽能電池正負極分開,切斷電網(wǎng)和逆變器的聯(lián)系。
采用合適的熔斷器。電氣火災的特點是燃燒速度非常快,一瞬間就會把一個系統(tǒng)的設備損壞,電氣萬一發(fā)生了火災,首先要想辦法迅速切斷火災范圍內(nèi)的電源回路。熔斷器俗稱保險絲,在電路發(fā)生短路時,能迅速切斷電路,避免更大的損失,因此在電力行業(yè)應用十分廣泛。
Growatt組串式逆變器內(nèi)置高精度 RCD(殘余電流檢測)保護模塊,在人不慎觸碰 PV+, 漏電流超過限值時把 PID 抑制模塊切斷,以保障人身安全。
2、低(零)電壓穿越功能
公共電網(wǎng)連接到千萬家,一旦某個網(wǎng)點發(fā)電短路事故,保護裝置會立刻切斷負載,但在這個極短的時間內(nèi),電網(wǎng)電壓會拉低,這時如果網(wǎng)內(nèi)的光伏電站也停機,電網(wǎng)雪上加霜,恢復時間更長。光伏逆變器的低(零)電壓穿越功能,就是當電網(wǎng)發(fā)生故障出現(xiàn)短時間電壓低時,逆變器在規(guī)定的時間內(nèi)不脫網(wǎng),并向電網(wǎng)注入無功,幫助電網(wǎng)恢復電壓。
3、光伏逆變器SVG無功補償
SVG是一種靜止型動態(tài)無功補償裝置。通過調(diào)節(jié)電壓的幅值和相位,或者控制交流側(cè)電流,迅速吸收或者發(fā)出所需的無功功率,實現(xiàn)快速動態(tài)調(diào)節(jié)無功的目的,保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、優(yōu)質(zhì)地運行。光伏電站需要多大的SVG?國標要求一般光伏電站配置的無功容量為電站容量的25%,再加上5%的浮動,就是20%-30%。
光伏電站配置無功補償裝置,既提高了造價,也造成運行中的很大損耗。逆變器也具備發(fā)無功的能力,古瑞瓦特逆變器在滿載運行時可以實現(xiàn)正負0.9的無功,在夜間,甚至可以輸出100%的無功,充分發(fā)掘并網(wǎng)光伏逆變器的調(diào)節(jié)潛力,既使系統(tǒng)性能指標符合國家標準要求,在一些情況下還能為電網(wǎng)提供無功輔助服務,提高供電質(zhì)量,實現(xiàn)多方共贏。
4、逆變器的反PID技術
光伏電站現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn),在建成1至2年后出現(xiàn)部分組件功率大幅下降的現(xiàn)象,有些組件功率衰減竟高達50%以上。組件衰減誘因很多,如光致衰減、老化衰減、隱裂、電池片破裂等,其中重要原因之一是組件PID效應。
為了抑制PID效應,組件廠家從材料、結(jié)構(gòu)等方面做了大量的工作并取得了一定的進展;如可采用抗PID材料、防PID電池和封裝技術等。實踐中, PID問題的防治更多的是從逆變器端進行。
深圳古瑞瓦特逆變器根據(jù)用戶的要求,和逆變器種類的不同,采用以下三種方案,從逆變器的角度消除PID:
(1)負極直接接地方案,將光伏組件或逆變器的負極通過電阻或保險絲直接接地,使電池板負極對大地的電壓與接地金屬邊框保持在等電位,消除負偏壓。該方案用于帶隔離變壓器的集中式逆變器。
(2)負極虛擬接地方案,利用模擬中性點裝置和電壓調(diào)整裝置,等效將UN抬升,使得U-大于0,消除負偏壓,達到負極虛擬接地的目的。通過抬升N線對地電位達到使得PV-對地電位接近于零或為正值,達到PV-虛擬接地的目的,從而實現(xiàn)PID抑制功能。PID模塊通過古瑞瓦特Shine WebBox采集逆變器數(shù)據(jù)自動調(diào)整輸出電壓,使所有電池板PV-對地電位為接近于零或為正值,達到抑制 PID 的功能。
(3)夜間反PID修復
利用組件PID的可逆性原理,在夜間逆變器停止工作時段內(nèi),利用單獨的直流源對電池板施加反向電壓,修復白天發(fā)生PID現(xiàn)象的電池板,且僅在逆變器不工作時,對電池板進行修復,屬于“事后治療”的被動方案。
實際電站運行數(shù)據(jù)顯示,通過在逆變器中集成PID防護模塊,可以有效的避免組件發(fā)生PID現(xiàn)象,減少電站發(fā)電量損失。同時,PID模塊具有修復功能,可以對已發(fā)生PID問題的組件進行修復,使組件各項指標參數(shù)恢復正常。
5、光伏儲能技術
光伏+儲能的組合將成為解決棄光、平滑輸出以及構(gòu)建智慧微網(wǎng)系統(tǒng)的重要一環(huán)。過去的一年里,隨著分布式光伏如火如荼的進行,儲能產(chǎn)業(yè)也開始微風漸起。儲能除了大家所熟知的存儲能量、解決棄風棄光的問題,還可以用于電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻、微電網(wǎng)以及戶用系統(tǒng)。
根據(jù)用戶的不同要求,古瑞瓦特設計了多款儲能產(chǎn)品線:(1)SPF系列1-5K離網(wǎng)逆變控制一體機,該機型采用高頻設計,重量輕,效率高,支持鉛酸蓄電池和鋰電池,支持多臺并機方便擴容。(2)SP系列1-3K并網(wǎng)儲能機,一個戶用型并網(wǎng)電站,加入該系統(tǒng)后可以立即變身為光伏并網(wǎng)儲能系統(tǒng),還兼容任何品牌的逆變器。太陽能發(fā)電既可以提供給負載,即發(fā)即用,也可以存儲,在設定的時間內(nèi)放電,以提高系統(tǒng)自發(fā)自用比例,提高收益。當電網(wǎng)停電時,控制器還能繼續(xù)工作,為蓄電池充電。(3)HPS系列中大功率離并網(wǎng)一體機,采用集中式逆變器的架構(gòu),穩(wěn)定可靠,控制器和逆變器一體化方案,支持并網(wǎng)發(fā)電,沒有電網(wǎng)時也可以離網(wǎng)應用;(4)PCS系列中大功率雙向逆變器,可以和并網(wǎng)逆變器,油機組成微網(wǎng)系統(tǒng),也可以用于電動汽車充電樁老化,蓄電池組檢測和老化。
1、光伏電站自身的安全性
光伏發(fā)電系統(tǒng)包括組件,支架,匯流箱,配電柜,逆變器,電纜等配件,其中只能逆變器有大腦“CPU”,具備主動檢測和預防功能,當電網(wǎng)發(fā)生故障或者組件發(fā)生故障,逆變器通過電流傳感器和電壓采樣,大腦“CPU”作出判斷,指示“執(zhí)行機構(gòu)”接觸器或者斷路器斷開,以保護人身,電網(wǎng),設備的安全。逆變器集成了漏電流保護、直流分量保護、絕緣阻抗檢測保護、防雷保護等多項功能。
逆變器里面的交流接觸器,直流斷路器,交流斷路器安裝地方不同,功能也不一樣,交流接觸器承擔常規(guī)性的開機關機動作。直流斷路器主要作用是斷開組件和逆變器之間的連接,當組件或直流電纜發(fā)生短路、接地;逆變器母線電容,IGBT發(fā)生短路,必須要斷開直流開關。
從安全的角度出發(fā),集中式逆變器輸入直流開關和交流開關均采用塑殼斷路器,斷路器有自動過流和短路保護功能,在逆變器出現(xiàn)短路故障時,能及時把太陽能電池正負極分開,切斷電網(wǎng)和逆變器的聯(lián)系。
采用合適的熔斷器。電氣火災的特點是燃燒速度非常快,一瞬間就會把一個系統(tǒng)的設備損壞,電氣萬一發(fā)生了火災,首先要想辦法迅速切斷火災范圍內(nèi)的電源回路。熔斷器俗稱保險絲,在電路發(fā)生短路時,能迅速切斷電路,避免更大的損失,因此在電力行業(yè)應用十分廣泛。
Growatt組串式逆變器內(nèi)置高精度 RCD(殘余電流檢測)保護模塊,在人不慎觸碰 PV+, 漏電流超過限值時把 PID 抑制模塊切斷,以保障人身安全。
2、低(零)電壓穿越功能
公共電網(wǎng)連接到千萬家,一旦某個網(wǎng)點發(fā)電短路事故,保護裝置會立刻切斷負載,但在這個極短的時間內(nèi),電網(wǎng)電壓會拉低,這時如果網(wǎng)內(nèi)的光伏電站也停機,電網(wǎng)雪上加霜,恢復時間更長。光伏逆變器的低(零)電壓穿越功能,就是當電網(wǎng)發(fā)生故障出現(xiàn)短時間電壓低時,逆變器在規(guī)定的時間內(nèi)不脫網(wǎng),并向電網(wǎng)注入無功,幫助電網(wǎng)恢復電壓。
3、光伏逆變器SVG無功補償
SVG是一種靜止型動態(tài)無功補償裝置。通過調(diào)節(jié)電壓的幅值和相位,或者控制交流側(cè)電流,迅速吸收或者發(fā)出所需的無功功率,實現(xiàn)快速動態(tài)調(diào)節(jié)無功的目的,保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、優(yōu)質(zhì)地運行。光伏電站需要多大的SVG?國標要求一般光伏電站配置的無功容量為電站容量的25%,再加上5%的浮動,就是20%-30%。
光伏電站配置無功補償裝置,既提高了造價,也造成運行中的很大損耗。逆變器也具備發(fā)無功的能力,古瑞瓦特逆變器在滿載運行時可以實現(xiàn)正負0.9的無功,在夜間,甚至可以輸出100%的無功,充分發(fā)掘并網(wǎng)光伏逆變器的調(diào)節(jié)潛力,既使系統(tǒng)性能指標符合國家標準要求,在一些情況下還能為電網(wǎng)提供無功輔助服務,提高供電質(zhì)量,實現(xiàn)多方共贏。
4、逆變器的反PID技術
光伏電站現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn),在建成1至2年后出現(xiàn)部分組件功率大幅下降的現(xiàn)象,有些組件功率衰減竟高達50%以上。組件衰減誘因很多,如光致衰減、老化衰減、隱裂、電池片破裂等,其中重要原因之一是組件PID效應。
為了抑制PID效應,組件廠家從材料、結(jié)構(gòu)等方面做了大量的工作并取得了一定的進展;如可采用抗PID材料、防PID電池和封裝技術等。實踐中, PID問題的防治更多的是從逆變器端進行。
深圳古瑞瓦特逆變器根據(jù)用戶的要求,和逆變器種類的不同,采用以下三種方案,從逆變器的角度消除PID:
(1)負極直接接地方案,將光伏組件或逆變器的負極通過電阻或保險絲直接接地,使電池板負極對大地的電壓與接地金屬邊框保持在等電位,消除負偏壓。該方案用于帶隔離變壓器的集中式逆變器。
(2)負極虛擬接地方案,利用模擬中性點裝置和電壓調(diào)整裝置,等效將UN抬升,使得U-大于0,消除負偏壓,達到負極虛擬接地的目的。通過抬升N線對地電位達到使得PV-對地電位接近于零或為正值,達到PV-虛擬接地的目的,從而實現(xiàn)PID抑制功能。PID模塊通過古瑞瓦特Shine WebBox采集逆變器數(shù)據(jù)自動調(diào)整輸出電壓,使所有電池板PV-對地電位為接近于零或為正值,達到抑制 PID 的功能。
(3)夜間反PID修復
利用組件PID的可逆性原理,在夜間逆變器停止工作時段內(nèi),利用單獨的直流源對電池板施加反向電壓,修復白天發(fā)生PID現(xiàn)象的電池板,且僅在逆變器不工作時,對電池板進行修復,屬于“事后治療”的被動方案。
實際電站運行數(shù)據(jù)顯示,通過在逆變器中集成PID防護模塊,可以有效的避免組件發(fā)生PID現(xiàn)象,減少電站發(fā)電量損失。同時,PID模塊具有修復功能,可以對已發(fā)生PID問題的組件進行修復,使組件各項指標參數(shù)恢復正常。
5、光伏儲能技術
光伏+儲能的組合將成為解決棄光、平滑輸出以及構(gòu)建智慧微網(wǎng)系統(tǒng)的重要一環(huán)。過去的一年里,隨著分布式光伏如火如荼的進行,儲能產(chǎn)業(yè)也開始微風漸起。儲能除了大家所熟知的存儲能量、解決棄風棄光的問題,還可以用于電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻、微電網(wǎng)以及戶用系統(tǒng)。
根據(jù)用戶的不同要求,古瑞瓦特設計了多款儲能產(chǎn)品線:(1)SPF系列1-5K離網(wǎng)逆變控制一體機,該機型采用高頻設計,重量輕,效率高,支持鉛酸蓄電池和鋰電池,支持多臺并機方便擴容。(2)SP系列1-3K并網(wǎng)儲能機,一個戶用型并網(wǎng)電站,加入該系統(tǒng)后可以立即變身為光伏并網(wǎng)儲能系統(tǒng),還兼容任何品牌的逆變器。太陽能發(fā)電既可以提供給負載,即發(fā)即用,也可以存儲,在設定的時間內(nèi)放電,以提高系統(tǒng)自發(fā)自用比例,提高收益。當電網(wǎng)停電時,控制器還能繼續(xù)工作,為蓄電池充電。(3)HPS系列中大功率離并網(wǎng)一體機,采用集中式逆變器的架構(gòu),穩(wěn)定可靠,控制器和逆變器一體化方案,支持并網(wǎng)發(fā)電,沒有電網(wǎng)時也可以離網(wǎng)應用;(4)PCS系列中大功率雙向逆變器,可以和并網(wǎng)逆變器,油機組成微網(wǎng)系統(tǒng),也可以用于電動汽車充電樁老化,蓄電池組檢測和老化。