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风光互补发电系统(逆变器篇)

发表时间:2022-01-10 11:31

风光互补发电系统(逆变器篇)

风光互补发电系统的电站一般安装在偏僻远离电网的地区:如森林丛林、沿海流域、河流湖泊、高速公路、沙漠地区、高山地区、矿山地区、海上平台等等;发电系统中逆变器部分属于重要输出部件,逆变器在系统运行是属于24小时不间断持续工作运行,若选型不合理很容易造成售后隐患,因为系统都部署在偏远场景,维护需要大量的人力物力,造成很大的维护成本。市场上通用的逆变器比较多样,常见的有高频逆变器和工频逆变器两种。应用于风光互补发电系统中的逆变器怎样选型呢?

高频逆变器特点

由于高频逆变器采用的是体积小,重量轻的高频磁芯材料,因而大大提高了电路的功率密度,从而使逆变电源的空载损耗很小,逆变效率得到提高。高频逆变器是由复杂的电子元器件电路组合而成,电子元器件寿命设计也是1~2年左右(视使用频率为定)。

工频逆变器特点:

工频逆变器首先把直流电逆变成工频低压交流电,再通过工频变压器升压成220V,50Hz的交流电供负载使用。各种保护功能均可在较低电压下实现。因其逆变电源与负载之间存有工频变压器,故逆变器运行稳定、可靠、过负荷能力和抗冲击能力强,且能够抑制波形中的高次谐波成分。工频变压器在运行时铁损基本不变,运行损耗较大,效率也较低。

高频逆变器和工频逆变器重量对比

同功率的逆变器工频逆变器远重于高频逆变器,高频逆变器的体积小,重量轻,效率高,空载负荷低,但不能接满负荷的感性负载,且过载能力差。

高频逆变器和工频逆变器的工作原理对比

高频逆变器电路较复杂,高频逆变器通常由IGBT高频整流器、电池变换器、逆变器和旁路组成。IGBT可以通过控制加在门极的驱动来控制其开通与关断,IGBT整流器开关频率通常在几千赫到几十千赫,甚至高达上百千赫,远远高于工频逆变器,因此称为高频逆变器。

工频逆变器是以传统的模拟电路原理设计,由晶闸管(SCR)整流器、IGBT逆变器、旁路和工频升压隔离变压器组成,因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频逆变器。

高频逆变器和工频逆变器的转换效率对比

工频逆变器没有高频逆变器转换效率高,因为将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中,以软件程序的方式来控制逆变器的运行。高频逆变器除了体积大大缩小,其转换效率也提高了。

应用于风光互补发电系统综合评估:

在发电系统中应用,建议采用工频逆变器为主导产品。高频机采用的IGBT高频整流器开关频率较高,工作时有严格的电压、电流工作区域,抗冲击能力较低。工频机SCR整流器该技术经过半个多世纪的发展和革新,已经非常成熟,其抗电流冲击能力非常强,由于SCR属于半控器件,不会出现直通、误触发等故障。因此在总体可靠性方面,IGBT整流器比SCR整流器低。考虑到安装环境的复杂性(湿度、温度、海拔)和售后成本问题的影响,系统输出也属于24小时不间断持续输出,因此稳定性的关键问题不得不想周全一点。


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