光伏逆变器几点重要的保护功能

　　逆变器作为太阳能光伏发电系统的“心脏”级设备，除了可以影响整个系统的发电量外，对整个系统是否可以稳定运行，是否可以有效协调光伏系统、负载、电网三者的关系，起到关键作用。

 

　　因此，一款合格的光伏逆变器产品就必须具备完善的保护功能，这样才能保证光伏系统安全稳定的电力输出。

 

　　关于光伏并网逆变器的保护功能解析如下：

 

　　（1）输入过压保护

 

　　当直流侧输入电压高于逆变器允许的直流方阵接入电压最大值时，逆变器不得启动或在0.1s内停机(当正在运行时)，同时发出警示信号。直流侧电压恢复到逆变器允许的工作范围后，逆变器应能正常启动运行。

 

　　（2）输入反接保护

 

　　逆变器的正极输入端与负极输入端反接时,逆变器应能自动保护。待极性正接后,设备应能正常工作。

 

　　（3）输入过流保护

 

　　当光伏组件串并联连接好后，每个组串接入光伏逆变器直流侧，在进行MPPT扰动后，其输入电流高于逆变器设定的允许的直流最大输入电流时，逆变器(当正在运行时)停止MPPT扰动并发出警示信号。直流侧电流恢复到逆变器允许的工作范围后，逆变器应能正常启动运行。

 

　　(4 输出过电流保护

 

　　并网逆变器的交流输出侧应设置过流保护。当检测到电网侧发生短路时，并网逆变器应在0.1s内停止向电网供电，同时发出警示信号。故障排除后，并网逆变器应能正常工作。

 

　　(5 输出短路保护

 

　　当逆变器输出短路时,应具有短路保护措施。逆变器短路保护动作时间应不超过0.5s,短路故障排除后,设备应能正常工作。

 

　　(6 交直流浪涌保护

 

　　逆变器应具有防雷保护功能,其防雷器件的技术指标应能保证吸收预期的冲击能量。

 

　　（7）防孤岛效应保护

 

　　并网逆变器应具有可靠而完备的防孤岛保护功能。并网逆变器通常有被动式或者主动式两种检测方法。被动式孤岛效应防护：实时检测电网电压的幅值、频率和相位，当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电；主动式孤岛效应防护：通过逆变器定时产生小干扰信号, 以观察电网是否受到影响作为判断依据, 如脉冲电流注入法、输出功率变化检测法、主动频率偏移法和滑模频率偏移法等，当电网有电时，该扰动对电网电压的频率没有任何影响，当电网失电时，该扰动将会引起电网电压频率发生较大变化，从而判断电网是否失电。

 

　　（8）输出过/欠压，过/欠频保护

 

　　在并网逆变器的交流输出侧，并网逆变器应能够准确判断供电电网(接线)的过/欠压，过/欠频等异常状态，并网逆变器应按要求的时间进行保护，切断时应发出警示信号。在电网电压、频率恢复到允许的电压、频率范围时，逆变器应能正常启动运行。

 

　　（9）内部短路保护

 

　　当并网逆变器内部发生短路时，逆变器内的电子电路、熔断器等保护应快速、可靠动作。

 

　　（10）过温保护

 

　　并网逆变器应具备机内环境温度过高报警(例如着火引起的机箱内环境温度过高)、机内关键部件温度过高（如IGBT、Mosfet等）保护等过热保护功能。

 

　　（11）自动恢复并网保护

 

　　由于电网故障原因导致并网逆变器停止向电网供电后，在电网的电压和频率恢复到正常范围后的20s到5min，并网逆变器应能自动重新向电网送电，送电时输出功率应缓慢增加，不应对电网造成冲击。

 

　　（12）绝缘阻抗监测

 

　　逆变器具备完善的绝缘阻抗监测功能，当设备带电部分被接地时，绝缘监测系统应能够立即监测到逆变器的故障状态、停机并报警。逆变器通过检测PV+对地和PV-对地电压，分别计算出PV+和PV–对地的电阻，若任意一侧阻值低于阈值，逆变器就会停止工作，并报警显示“PV绝缘阻抗低”。

 

　　（13）漏电流监测保护（AFCI）

 

　　逆变器具备完善的漏电流监测功能，当逆变器运行过程中，实时监测漏电流，并监测的残余电流超过如下限值时，逆变器应当在0.3s内断开脱网，并发出故障信号：

 

　　1)对于额定输出小于或等于30KVA的逆变器，300mA;

 

　　2)对于额定输出大于30KVA的逆变器，10mA/KVA。

 

　　（14）零（低）电压穿越功能

 

　　零（低）电压穿越功能：当电力系统事故或扰动，引起光伏发电站并网点电压出现电压暂降，在一定的电压跌落范围内和时间间隔内，光伏发电站能够保证不脱网连续运行，这个功能是由逆变器来实现的。引起电压暂降的原因为电力系统中某支路出现短路故障时，电流急剧增大，这时候故障支路中的保护装置动作，将故障点隔离，于是电压又恢复正常，从故障产生到检测及断开，需要一段时间，会导致各支路电压骤然降低，形成了短暂的电压降低。这个时候如果太阳能电站如果立刻切除，就会对电网的稳定性产生影响，甚至其它无故障的支路也断开，会造成大面积电网停电事故。这时候需要光伏逆变器能够支撑一段时间（1s内），直到电网电压恢复正常。

 

　　零（低）电压穿越功能适应于大型地面电站，并网电压等级10KV以上，太阳能发电全部上网，不直接提供给负载。但是在分布式光伏发电站，不需要零（低）电压穿越功能。

 

　　光伏并网逆变器的保护功能是衡量光伏并网逆变器产品性能的一个重要指标,一个各项保护功能齐全的光伏并网逆变器产品才能够有效地完成电流转化的具体工作。