如何控制光伏逆变器漏电流危害

光伏逆变器是光伏体系非常重要的一个设备,首要作用是把光伏组件发出来的直流电变成沟通电,除此之外,逆变器还承当检测组件、电网、电缆运行状态,和外界通信沟通,体系安全管家等重要功用。

​在光伏行业标准NB32004-2013中,逆变器有100多个严厉的技能参数,每一个参数合格才干拿到证书。国家质检总局每一年也会抽查,对光伏并网逆变器产品的保护衔接、接触电流、固体绝缘的工频耐受电压、额外输入输出、转换功率、谐波和波形畸变、功率因数、直流重量、沟通输出侧过/欠压保护等9个项目进行查验。一款全新的逆变器,从开发到量产,要两年多时间才干出来,除了过欠电压保护等功用外,逆变器还有很多不为人知的黑科技,如漏电流控制、热设计、电磁兼容、谐波按捺,功率控制等等,需求投入大量的人力和物力去研发和测验。

本文首要介绍逆变器的漏电流控制技能

1、光伏体系为什么会发生漏电流

光伏体系漏电流,又称方阵剩余电流,本质为共模电流,其发生原因是光伏体系和大地之间存在寄生电容,当寄生电容-光伏体系-电网三者之间构成回路时,共模电压将在寄生电容上发生共模电流。当光伏体系中装置有工频变压器时,因为回路中变压器绕组间寄生电容阻抗相对较大,因而回路中共模电压发生的共模电流能够得到必定按捺。然而在无变压器的光伏体系中,回路阻抗相对较小,共模电压将在光伏体系和大地之间的寄生电容上构成较大的共模电流,即漏电流。

2、漏电流的危害

光伏体系中的漏电流,包含直流部分和沟通部分,假如接入电网,会引起并网电流畸变、电磁干扰等问题,对电网内的设备运行发生影响;漏电流还可能使逆变器外壳带电,会对人身安全构成威胁。

3、漏电流的标准及检测方法

根据NB32004-2013标准第7.10.2条规则,在逆变器接入沟通电网,沟通断路器闭合的任何情况下,逆变器都应供给漏电流检测。漏电流检测应能检测总的(包含直流和沟通部分)有用值电流,接连剩余电流,假如接连剩余电流超越下面限制,逆变器应该在0.3s内断开并发出故障信号:

1)关于额外输出小于或等于30KVA的逆变器,300mA;

2)关于额外输出大于30KVA的逆变器,10mA/KVA。

光伏体系漏电流有两个特点,一是成份杂乱,有直流部份,也有沟通部份;二是电流副值很少,毫安等级,对精度要求极高,需求专用的电流传感器,能源部的光伏标准规则:关于光伏漏电流的检测须采用TypeB,也便是交直流漏电流均能测量的电流传感器。

漏电流传感器装置在逆变器对外地线输出接口,检测逆变器输出地线的电流。

4、漏电流控制技能

目前,漏电流按捺技能已成为光伏并网体系研究中的热点问题,各位高校研究机构和厂家都在研究,漏电流的巨细取决于光伏PV和大地之间的寄生电容Cpv,和共模电压改变率,寄生电容其值与外部环境条件、光伏电池板尺寸结构等要素有关,一般在50~150nF/kW左右,共模电压改变率则和逆变器的拓扑结构、调制算法等要素有关。

关于传统单/三相无变压器型光伏并网逆变器拓扑,共模电流(漏电流)有用按捺的两个基本条件为:各桥臂电感值选取共同;采用非零矢量合成参考矢量,使得共模电压保持恒定。

(1)全H4桥拓扑

为了处理全H桥光伏逆变器中漏电流的问题,能够使用双极性PWM调制。这种调制消除了共模电压对板的高频成分,然后共模电压一般只要一次谐波的低频重量,然后削减漏电流的影响。

(2)H5拓扑结构

这种拓扑结构比较于全桥只需求添加一个的晶体管,这便是它命名H5的原因。电流续流期间将光伏电池从电网断开,以防止面板两极对地电压随开关频率波动,然后保持共模电压几乎不变。

(3)HERIC拓扑

HERIC沟通旁路拓扑,其工作原理如下:正半周期内,开关S5始终关断而S6始终导通、S1和S4以开关频率调制。当S1和S4导通时,和电压分别为Udc和0,此刻共模电压=Udc/2;当S1和S4关断时,电流经S6、S5反并联二极管续流,和电压均Udc/2,此刻共模电压=Udc/2。

(4)H6拓扑结构

H6直流旁路拓扑,其工作原理如下:正半周期内,开关S1和S4始终导通,S5、S6和S2、S3替换导通。当S5、S6导通,S2、S3关断时,此刻共模电压=Udc/2;当S2、S3导通,S5、S6关断时,电流续流途径有2条:(1)S1、S3反并联二极管,(2)S4、S2反并联二极管。二极管D7和D8将电压钳位至Udc/2,此刻共模电压=Udc/2。负半周期内共模电压也是Udc/2,因而漏电流能够得到有用按捺。

(5)H6.5拓扑结构

H6.5拓扑在HERIC的基础上有所改进,比较传统的HERIC少一颗diode,因而功率相对会比HERIC有所进步。在无功交流没有经过母线电容,开关状态时工模电压为二分之一母线电压,因而工模电流会很小;一同输出为三电平,滤波器磁芯体积能够进一步减小,进一步提升功率;一同中心横管为boost芯片,在开关损耗方面有进一步优化,使得整机功率进一步提升。另一方面,现在有模块封装,使得芯片的结温相抵传统的单管会有所改善,能够明显进步产品可靠性。

除了以上的几个拓扑结构外,采用3电平或者5电平等多电平技能,能够下降组件正负极对地的电压,也能够削减漏电流。

5、体系装置时要注意的事情

漏电流都是经过逆变器地线的电流来检测的,因而在装置时,逆变器的地线要接牢靠,并且不能和逆变器的零线以及组件的安全防雷地线接在一同,否则会影响检测的精度,造成逆变器判别过错。


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