光伏发电系统中逆变器性能评价

　　当逆变器输出电压为正弦波时，应规定允许的最形失真度（或谐波含量）。通常以输出电压的总波形失线.额定输出频率

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

　　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，逆变器的用量也在持续不断的增加。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。

　　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。

　　（1）过电压保护：对于没有电压稳定措施的逆变器，应有输出过电压的保护措施，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大于允许值时及时动作，使其免受浪涌电流的损伤。

　　高质量的逆变器在运行若干年后，因元器件失效而发生故障，应属正常现象。除生产厂商需有良好的售后服务系统外，要求生产厂商在逆变器生产的基本工艺、结构及元器件选型方面，应拥有非常良好的可维护性。例如：损坏的元器件有充足的备件或极易买到，元器件的互换性好。在工艺结构上，元器件容易拆装，更换方便。这样，即使逆变器发生故障也可迅速恢復正常。

　　过电压、过电流及短路保护是保证逆变器安全运作的最基本措施。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。

　　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、最基本的评价项目。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。

　　一、逆变器主要技术性能简介表征逆变器性能的基本信息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。

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

　　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：

　　逆变器的选用，首先要考虑有充足的额定容量，以满足最大负荷下设备对电功率的需求。对以单一设备为负载的逆变器，其额定容量的选取较为简单，当用电设备为纯阻性负载或功率因数大于0. 9时，选取逆变器的额定容量为用电设备容量的1. 1～1. 15倍即可。在逆变器以多个设备为负载时，逆变器容量的选取要考虑几个用电设备同时工作的可能性，专业术语称为“负载同时系数”。这方面的详细知识请读者查阅“电工手册”的有关部分。

　　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，反对不正当市场之间的竞争，维护企业的利益和荣誉，使太阳热水器健康发展。

　　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 %。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　光伏发电系统正常运行过程中，因负载故障、人员误操作及外界干扰等塬因而引起的供电系统过流或短路，是完全可能的。逆变器对外电路的过电流、短路现象最为敏感，是光伏发电系统中的薄弱环节。因此，在选用逆变器时，必须要求拥有非常良好的对过电流及短路的自我保护功能。这是目前提高光伏发电系统可靠性的关键所在。

　　“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。

　　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。

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

　　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。性能好的逆变器的电压调整率应≤±3 %，负载调整率应≤±6 %。

　　整机效率高是光伏发电用逆变器区别于通用型逆变器的一个显着特点。10千瓦级的通用型逆变器实际效率只有70 %～80 %，将其用于光伏发电系统时将带来总发电量20 %～30 %的电能损耗。光伏发电系统专用逆变器，在设计中特别註意减少自身功率损耗，提高整机效率。这是提高光伏发电系统技术经济指标的一项重要措施。在整机效率方面对光伏发电专用逆变器的要求是：千瓦级以下逆变器额定负荷效率≥80 %～85 %，低负荷效率≥65 %～75 %; 10千瓦级逆变器额定负荷效率≥85 %～90 %，低负荷效率≥70 %～80 %。

　　在独立光伏发电系统中均以蓄电池为储能设备。当标称电压为12V的蓄电池处于浮充电状态时，端电压可达13. 5V，短时间过充状态可达15V。蓄电池带负荷放电终了时端电压可降至10. 5V或更低。蓄电池端电压起伏可达标称电压的30 %左右。这就要求逆变器具备比较好的调压性能，才可能正真的保证光伏发电系统以稳定的交流电压供电。