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離網逆變器為什麽能過載幾倍
2019-12-14

  在光伏並網係統中,組件、逆變器、電網構成電氣係統。陽光輻射有多大,組件轉化太陽能,逆變器就發多大的功率,所以並網逆變器對交流過載沒有特別要求,因為逆變器的輸出功率基本不會超過組件功率。而在光伏離網係統中,組件、蓄電池、逆變器、負載構成電氣係統,逆變器的輸出功率,是由負載決定的,有些感性負載,如空調、水泵等,裏麵的電動機,啟動功率是額定功率的3-5倍,所以離網逆變器對過載有特別要求。

  從上圖看出,采用高頻隔離技術的離網逆變器,峰值功率可以達到額定功率的兩倍;采用工頻隔離技術的離網逆變器,峰值功率可以達到額定功率的三倍。那麽,一台3kW的高頻離網逆變器,可以帶動一台1P的空調(啟動功率約5.5kVA),一台12kW的工頻離網逆變器,可以帶動一台6P的空調(啟動功率約33kVA)。逆變器給負載提供啟動能量,一部分來自於蓄電池或者光伏組件,超出的部分也是靠逆變器自己(內部的儲能元件—電容和電感)來提供。


  電容和電感都是一種儲能元件,不同的是電容是以電場的形式儲存電能,電容的容量越大,儲存的電量越多。而電感則是以磁場的形式存儲能量,電感器磁芯的磁導率越大,電感量也越大,則能夠儲存的能量也越多。


  電容的原理從其結構便可以看出,如上圖,兩邊各有一塊金屬板引出兩個電極,中間由絕緣物質隔開,在電容兩端未施加外部電場的情況下,兩個極板上所帶的正負電荷處於一種平衡狀態。


  如上圖,當在電容兩端施加外電場時,一端極板上開始聚集正電荷,另一端極板則聚集負電荷,隨著電容兩端的電壓不斷升高至電源電壓,電容充電停止,此時就算斷開外電路,電容上的能量也不會消失,原因是正負電荷具有“同性相斥,異性相吸”的特性,兩端的電荷相吸引就形成了儲存能量的作用。

  工頻隔離變壓器,是指頻率為工頻(50HZ)的變壓器,變壓器初級和次級都有電感,與逆變器裏麵的濾波電感,都可以儲存一定的電能。而當電感流過電流時,由於電流會存在磁場,當電流的磁場經過磁芯時,電流磁場會打破“磁疇”的平衡狀態,使“磁疇”同時趨向於外部磁場的方向,進而導致磁芯此時會對外表現出磁場。而這個磁芯磁場從無到有的過程,其實就是電感儲存磁場的過程。

  電感是由漆包線繞製在絕緣骨架或磁芯上形成的元器件。當線圈中有電流通過時,會在周圍產生一定的磁場,而當通過的電流含有交流成分時,產生的磁場會不斷變化,根據電磁感應原理,變化的磁力線又會在線圈兩端產生感應電動勢,但此電動勢的方向和原來產生的電動勢方向相反,並以此來阻礙電流的變化。

  由此可以看出,電感的主要作用是阻礙電流的變化。電流增加時,它會阻礙電流的增加,同時通過磁場儲存一部分能量;而當電流減小時,它又會阻礙電路中電流的減小,並釋放出儲存的能量來維持電流。正因為電感有儲存能量的特性,所以才有濾波和延遲等功能。

  總結:

  光伏離網係統,輸出功率是由負載決定。當有電動機等感性負載啟動時,短時間需要非常大的電流,而這些能量,光伏無法提供,蓄電池也不能提供,鋰電池短時間如果過載輸出,會引起爆炸。但是,逆變器裏的電容、電感、變壓器可以儲能電量,還可短時間放大幾倍輸出而不會損壞。

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