光伏發(fā)電系統(tǒng)中高頻隔離光伏逆變器的妙用

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1、光伏發(fā)電系統(tǒng)中高頻隔離光伏逆變器的妙用在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，我們常常會(huì)遇到這些問題：一到下雨天，并網(wǎng)漏電流開關(guān)就跳閘，天氣轉(zhuǎn)晴時(shí)又自動(dòng)正常，怎么查都找不到問題點(diǎn)。其實(shí)這個(gè)事情和組件逆變器等設(shè)備沒有關(guān)系，主要原因是非隔離型光伏系統(tǒng)引起的。太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件與地之間存在一個(gè)對(duì)地寄生電容，在潮濕環(huán)境或者雨天時(shí)，該寄生電容會(huì)變大。寄生電容與光伏發(fā)電輸出電網(wǎng)系統(tǒng)形成共模回路，對(duì)地寄生電容能夠與并網(wǎng)逆變器中的濾波元件和電網(wǎng)阻抗形成諧振通路，當(dāng)共模電流的頻率到達(dá)諧振回路的諧振頻率點(diǎn)時(shí)，電路中會(huì)出現(xiàn)大的漏電流，該共模

2、電流在增加了系統(tǒng)損耗的同時(shí)，還會(huì)影響逆變器的正常工作，并向電網(wǎng)注入大量諧波，帶來安全問題；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)漏電流過大時(shí)，逆變器就會(huì)停止工作。非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器對(duì)地漏電流原理圖在硅基薄膜組件光伏發(fā)電系統(tǒng)中，為了防止組件導(dǎo)電層TCO腐蝕，組件負(fù)極必須接地，為防止對(duì)地共模電壓超過系統(tǒng)電壓且抑制光伏方陣電池板的對(duì)地分布電容對(duì)逆變器控制電路的共模干擾，所以必須采用變壓器隔離進(jìn)行逆變并網(wǎng)。出于以上考慮，越來越多的應(yīng)用場(chǎng)合要求光伏并網(wǎng)逆變器實(shí)現(xiàn)電氣隔離。隔離型光伏并網(wǎng)逆變器有效地提高了光伏側(cè)的電氣安全性，消除了光伏并網(wǎng)系

3、統(tǒng)中的共模電流問題。根據(jù)變壓器的工作頻率，隔離型光伏并網(wǎng)逆變器可以分為工頻隔離型和高頻隔離型。工頻隔離型光伏并網(wǎng)逆變器是目前光伏發(fā)電系統(tǒng)中最為常用的結(jié)構(gòu)。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是在非隔離型并網(wǎng)逆變器的基礎(chǔ)上，在電網(wǎng)側(cè)加入工頻變壓器，其重量約占整個(gè)光伏并網(wǎng)逆變器總重量的50％左右，這成為了逆變器減小系統(tǒng)體積、提高功率密度的一大障礙，另外，工頻變壓器也給逆變器產(chǎn)生了較大的損耗，增加了發(fā)電系統(tǒng)的成本和運(yùn)輸、安裝的難度。在電壓和電流一定的情況下，變壓器的原副邊繞組匝數(shù)和工作頻率是反比關(guān)系，鐵芯截面積和工作頻率也是反比關(guān)系。變

4、壓器的工作頻率越高，變壓器原邊和副邊的繞組匝數(shù)就會(huì)相應(yīng)地減少，其所需的面積也會(huì)減小，從而可以選擇較小體積的鐵芯。因此，提高變壓器的工作頻率成為了減小體積和重量的有效方法。高頻隔離變壓器具有質(zhì)量輕，體積小等優(yōu)點(diǎn)，高頻隔離光伏并網(wǎng)逆變器，其電路結(jié)構(gòu)如圖所示。光伏陣列發(fā)出的直流電被輸入側(cè)的全橋逆變器翻轉(zhuǎn)成為高頻脈寬的交流脈沖電壓，通過高頻變壓器進(jìn)行隔離傳輸。高頻脈沖電壓到達(dá)變壓器副邊后，經(jīng)二極管整流橋?qū)⒇?fù)半周脈沖電壓反向，整流成為直流電，再經(jīng)中間直流側(cè)的大電解電容進(jìn)行濾波，形成穩(wěn)定的中間側(cè)直流電壓。最后經(jīng)過輸出

5、側(cè)的后級(jí)全橋逆變器逆變成為交流電，并入電網(wǎng)。高頻隔離光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖盡管高頻隔離型逆變器有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于增加了DC/AC逆變，高頻變壓器，AC/DC整流三級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得電氣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元器件多，技術(shù)難度非常大，如果設(shè)計(jì)得不好，會(huì)造成系統(tǒng)可靠性差，還有效率低下，成本高，體積大，重量重等缺點(diǎn)，因而很多廠家望而止步。深圳古瑞瓦特經(jīng)過多年潛心研究，開發(fā)出3款高頻隔離并網(wǎng)逆變器，型號(hào)為Growatt2000HF，Growatt3000HF，Growatt5000HF，通過加入軟開關(guān)電路，使用低功耗開關(guān)管，提高

6、開關(guān)頻率，采用優(yōu)質(zhì)磁性材料等一系列改進(jìn)措施，逆變器在性能和效率方面都有很大提升，和非隔離的逆變器對(duì)比，古瑞瓦特這3款逆變器體積和重量都相差不大，最高效率可達(dá)96.5%，同工頻隔離的逆變器對(duì)比，體積減小30%以上，重量減少40%，效率提高5%。古瑞瓦特的高頻隔離逆變器，光伏輸入端負(fù)極直接和大地相連接，對(duì)于預(yù)防薄膜組件的導(dǎo)電層TCO腐蝕和晶硅組件PID，效果非常明顯，目前廣泛安裝在有負(fù)極接地要求的光伏系統(tǒng)上，如漢能的硅基薄膜組件系統(tǒng)，以及安裝在潮濕環(huán)境有抗PID要求的晶硅組件系統(tǒng)，目前全球安裝量達(dá)3萬套，位居

7、首位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過第二名。從運(yùn)行的情況上看，逆變器性能非常穩(wěn)定，發(fā)電量高，對(duì)薄膜組件的TCO腐蝕及晶硅組件的PID抑制效果很顯著，組件的衰減很少。