在太陽能光伏并網系統中,太陽能電池組件、逆變器和電網可以構成電氣系統。該組件將基于太陽輻射轉換太陽能,然后逆變器將輸出相關功率。因此,并網逆變器對交流過載沒有特殊要求,因為基本上逆變器輸出功率不會超過部件功率。
在太陽能光伏離網系統中,組件、電池、逆變器和負載構成了電氣系統。逆變器的輸出功率由負載決定。空調、水泵等感性負載設備的電動機起動功率為額定功率的3-5倍。因此,離網逆變器對過載情況有特殊的要求。
采用高頻絕緣技術的離網逆變器的峰值功率可以達到額定功率的2倍。采用工頻隔離技術的離網逆變器的峰值功率可以達到額定功率的3倍。一套3kW高頻離網逆變器可驅動一套1P空調(啟動功率約5.5kVA)。
12kW工頻離網逆變器可以驅動一套6P空調(啟動功率33kVA左右)。逆變器提供的驅動負載的一些能量來自電池或太陽能光伏模塊。如果不夠,多余的部分來自逆變器的儲能元件(電容和電感)。
從電路角度分析離網逆變器過載能力
電容和電感都是儲能元件。不同的是,電容器以電場的形式儲存電能。電容器的容量越大,儲存的能量就越大。感應器以磁場的形式儲存電能。電感磁芯的磁導率越大,電感和儲存的電能就越大。
電容器的工作原理可以從它的結構中發現。兩側分別裝有金屬板,引出兩個電極。同時中間的地方用保溫材料隔離。在兩個電容端子上沒有外加電場的情況下,兩個電極板上的正負電荷處于平衡狀態。
可以發現,當在2個電容端子上加上外電場時,正電荷在一個電極板上積累,負電荷在另一個電極板上積累。當兩個電容器端子的電壓持續增加并達到電源電壓時,電容器將停止充電。在這種情況下,即使切斷外部電路連接,電容能量也不會消失。這受到同性電荷相斥,異性電荷相吸的規律的影響。兩端的電荷相互吸引儲存能量。
工頻隔離變壓器是指頻率為50Hz的變壓器。初級和次級變壓器都有電感,可以儲存一定的電能,就像離網逆變器。當電感通過電流時,電流就有了磁場。當電流磁場經過磁芯時,電流磁場會打破磁疇的平衡狀態,驅動磁疇向外磁場方向運動。
因此,磁芯將產生外部磁場。外部磁場產生的過程,其實就是磁場如何被電感儲存的過程。
電感是由漆包線制成的元件,附加在絕緣骨架或磁芯上。當電流通過線圈時,線圈周圍就會產生磁場。當通過的電流中含有交流電時,產生的磁場會頻繁變化。根據電磁感應原理,變化的磁力線會在線圈兩端產生感應電動勢。但這個感應電動勢的方向與原來的感應電動勢方向相反,可以防止電流變化。
可以得出結論,電感主要用于防止電流變化。當電流增大時,會阻礙電流增大,會通過磁場儲存一部分能量。當電流減小時,會阻礙電路中電流的減小,并會釋放一些儲存的功率來維持電流。由于其儲能特性,電感可以實現濾波和延時功能。
摘要
在太陽能光伏離網系統中,輸出功率由負載決定。當電動機或其他帶感性負載的設備啟動時,短時間內需要大電流。PV系統和電池不能提供這種能量。此外,如果鋰電池在短時間內輸出過量,它可以探索。而離網逆變器的電容、電感、變壓器是可以儲能的,即使在短時間內將輸出放大幾倍也不會損壞。因此,離網逆變器可能會過載幾次。
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