離網(wǎng)逆變器為什么能過載幾倍
在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中,組件、逆變器、電網(wǎng)構(gòu)成電氣系統(tǒng)。陽光輻射有多大,組件轉(zhuǎn)化太陽能,逆變器就發(fā)多大的功率,所以并網(wǎng)逆變器對交流過載沒有特別要求,因?yàn)槟孀兤鞯妮敵龉β驶静粫?huì)超過組件功率。而在光伏離網(wǎng)系統(tǒng)中,組件、蓄電池、逆變器、負(fù)載構(gòu)成電氣系統(tǒng),逆變器的輸出功率,是由負(fù)載決定的,有些感性負(fù)載,如空調(diào)、水泵等,里面的電動(dòng)機(jī),啟動(dòng)功率是額定功率的3-5倍,所以離網(wǎng)逆變器對過載有特別要求。
從上圖看出,采用高頻隔離技術(shù)的離網(wǎng)逆變器,峰值功率可以達(dá)到額定功率的兩倍;采用工頻隔離技術(shù)的離網(wǎng)逆變器,峰值功率可以達(dá)到額定功率的三倍。那么,一臺(tái)3kW的高頻離網(wǎng)逆變器,可以帶動(dòng)一臺(tái)1P的空調(diào)(啟動(dòng)功率約5.5kVA),一臺(tái)12kW的工頻離網(wǎng)逆變器,可以帶動(dòng)一臺(tái)6P的空調(diào)(啟動(dòng)功率約33kVA)。逆變器給負(fù)載提供啟動(dòng)能量,一部分來自于蓄電池或者光伏組件,超出的部分也是靠逆變器自己(內(nèi)部的儲(chǔ)能元件—電容和電感)來提供。
電容和電感都是一種儲(chǔ)能元件,不同的是電容是以電場的形式儲(chǔ)存電能,電容的容量越大,儲(chǔ)存的電量越多。而電感則是以磁場的形式存儲(chǔ)能量,電感器磁芯的磁導(dǎo)率越大,電感量也越大,則能夠儲(chǔ)存的能量也越多。
電容的原理從其結(jié)構(gòu)便可以看出,如上圖,兩邊各有一塊金屬板引出兩個(gè)電極,中間由絕緣物質(zhì)隔開,在電容兩端未施加外部電場的情況下,兩個(gè)極板上所帶的正負(fù)電荷處于一種平衡狀態(tài)。
如上圖,當(dāng)在電容兩端施加外電場時(shí),一端極板上開始聚集正電荷,另一端極板則聚集負(fù)電荷,隨著電容兩端的電壓不斷升高至電源電壓,電容充電停止,此時(shí)就算斷開外電路,電容上的能量也不會(huì)消失,原因是正負(fù)電荷具有“同性相斥,異性相吸”的特性,兩端的電荷相吸引就形成了儲(chǔ)存能量的作用。
工頻隔離變壓器,是指頻率為工頻(50HZ)的變壓器,變壓器初級(jí)和次級(jí)都有電感,與逆變器里面的濾波電感,都可以儲(chǔ)存一定的電能。而當(dāng)電感流過電流時(shí),由于電流會(huì)存在磁場,當(dāng)電流的磁場經(jīng)過磁芯時(shí),電流磁場會(huì)打破“磁疇”的平衡狀態(tài),使“磁疇”同時(shí)趨向于外部磁場的方向,進(jìn)而導(dǎo)致磁芯此時(shí)會(huì)對外表現(xiàn)出磁場。而這個(gè)磁芯磁場從無到有的過程,其實(shí)就是電感儲(chǔ)存磁場的過程。
電感是由漆包線繞制在絕緣骨架或磁芯上形成的元器件。當(dāng)線圈中有電流通過時(shí),會(huì)在周圍產(chǎn)生一定的磁場,而當(dāng)通過的電流含有交流成分時(shí),產(chǎn)生的磁場會(huì)不斷變化,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,變化的磁力線又會(huì)在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,但此電動(dòng)勢的方向和原來產(chǎn)生的電動(dòng)勢方向相反,并以此來阻礙電流的變化。
由此可以看出,電感的主要作用是阻礙電流的變化。電流增加時(shí),它會(huì)阻礙電流的增加,同時(shí)通過磁場儲(chǔ)存一部分能量;而當(dāng)電流減小時(shí),它又會(huì)阻礙電路中電流的減小,并釋放出儲(chǔ)存的能量來維持電流。正因?yàn)殡姼杏袃?chǔ)存能量的特性,所以才有濾波和延遲等功能。
總結(jié):
光伏離網(wǎng)系統(tǒng),輸出功率是由負(fù)載決定。當(dāng)有電動(dòng)機(jī)等感性負(fù)載啟動(dòng)時(shí),短時(shí)間需要非常大的電流,而這些能量,光伏無法提供,蓄電池也不能提供,鋰電池短時(shí)間如果過載輸出,會(huì)引起爆炸。但是,逆變器里的電容、電感、變壓器可以儲(chǔ)能電量,還可短時(shí)間放大幾倍輸出而不會(huì)損壞。