光伏逆变器功率检测电路



光伏逆变器保护测试：过压/欠压与过频/欠频深度解析

光伏逆变器保护测试：过压/欠压与过频/欠频深度解析

一、过压/欠压保护

过压保护

定义：当光伏电池板输出电压超过逆变器设计的最大电压时，逆变器将自动切断电路。

目的：避免电路过载和损坏，确保逆变器及整个光伏系统的安全运行。

工作原理：逆变器内部设有电压检测电路，实时监测输入电压。一旦电压超过设定阈值，逆变器立即执行保护动作，切断与电网的连接，并可能发出警报信号。

欠压保护

定义：当光伏电池板输出电压低于逆变器的工作电压范围时，逆变器也会自动切断电路。

目的：确保系统安全和电池板保护，防止因电压过低导致的逆变器异常工作或损坏。

工作原理：与过压保护类似，逆变器通过电压检测电路实时监测输入电压。当电压低于设定阈值时，逆变器同样执行保护动作，切断与电网的连接。

二、过频/欠频保护

过频保护

定义：当逆变器输出频率超过规定的最大值时，逆变器将自动减小输出功率或降低输出频率。

目的：避免设备损坏和安全事故的发生，确保电网的稳定运行。

工作原理：逆变器内部设有频率检测电路，实时监测输出频率。一旦频率超过设定阈值，逆变器将自动调整输出功率或频率，以符合电网要求。

欠频保护

定义：当逆变器输出频率低于规定的最小值时，逆变器将自动减小输出功率或提高输出频率。

目的：确保输出的稳定性，防止因频率过低导致的电网波动或设备损坏。

工作原理：与过频保护类似，逆变器通过频率检测电路实时监测输出频率。当频率低于设定阈值时，逆变器将自动调整输出功率或频率，以维持电网的稳定运行。

三、过压/欠压，过频/欠频保护测试目的

验证保护功能：通过模拟异常情况下的电压和频率变化，验证逆变器是否能够及时启动或停机，并发出警示信号。确保设备安全：防止因电压或频率异常导致的设备损坏和安全事故的发生。保证电网稳定：确保逆变器在异常情况下的自动脱网保护功能，以维持电网的稳定运行和用户的用电安全。

四、国家及相关行业标准

GB/T 30427-2013：并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法。GB/T 37408-2019：光伏发电并网逆变器技术要求。GB/T 37409-2019：光伏发电并网逆变器检测技术规范。

五、测试方案及测试设备

测试平台示意图：采用太阳能光伏模拟电源AN53S控制来模拟光伏逆变器直流输入的高低电压，采用电网模拟电源ANRGS与逆变器连接来模拟逆变器并网工作状态。ANPM600功率分析仪实时共享输入输出端测量数据，根据标准要求完成试验操作步骤，上位机软件对前端测试数据采集分析，直接输出测试报表，完成试验。

实验要求：

电网模拟器应符合相关规定，且容量宜大于被测逆变器额定功率的5倍。

电网模拟器的阻抗应小于被测逆变器输出阻抗的5%。

被测逆变器的直流输入源应为光伏方阵模拟器，直流输入源应至少能提供被测逆变器最大直流输入功率的1.5倍，且输出电压应与被测逆变器直流输入电压的工作范围相匹配。

六、展示

以上内容详细解析了光伏逆变器保护测试中的过压/欠压与过频/欠频保护机制，包括其定义、目的、工作原理、测试方案及实验要求等，旨在确保光伏逆变器的安全稳定运行。

光伏逆变器详解

光伏逆变器详解

逆变器又称电源调整器，是在太阳能光伏并网发电过程中用于将太阳能电池产生的直流电转化为交流电的器件。

一、光伏逆变器的结构

光伏逆变器的结构主要由以下几部分组成：

直流输入端：主要由太阳能电池板、直流断路器、直流保险丝、直流接触器等组成。太阳能电池板负责将太阳能转化为直流电，直流断路器和直流保险丝用于保护逆变器和电池板，直流接触器则用于控制电池板的输出。

逆变器芯片：是光伏逆变器的核心部件，由功率半导体器件、驱动电路、控制电路等组成。逆变器芯片的主要作用是将直流电转换为交流电，以满足家庭、企业等用电需求。

交流输出端：主要由交流接触器、交流保险丝、交流滤波器等组成。交流接触器用于控制交流电的输出，交流保险丝用于保护逆变器和用电设备，交流滤波器则用于滤除交流电中的杂波和干扰。

控制电路：主要由微处理器、传感器显示器等组成。控制电路的主要作用是监测逆变器的工作状态，控制逆变器的输出电压和频率，保证逆变器的稳定工作。

散热器：主要由散热片、散热风扇等组成。散热器的主要作用是散热，保证逆变器的正常工作。

二、光伏逆变器的原理

光伏逆变器的工作原理主要包括以下几个方面：

直流电转换为交流电：通过功率半导体器件（如绝缘栅双极晶体管，IGBT）的开关动作，将直流电转换为交流电。

电压变换：通过变压器或电抗器等设备，将转换后的交流电进行升压或降压，以适应不同的应用需求。

滤波和调节：通过滤波电路和调节电路，使得输出的交流电质量满足并网标准。

三、光伏逆变器的主要技术指标

光伏逆变器的主要技术指标包括：

输出电压的稳定度：蓄电池在充放电过程中会受到影响，导致其电压不稳定，会有区间的变化。为了确保电压的稳定性，输出端电压波动范围为±10%。

输出电压的波形失真度：通常以输出电压的总波形失真度表示，其值应不超过5%（单相输出允许10%）。

额定输出频率：输出频率偏差应在1%以内。

负载功率因数：正弦波逆变器的负载功率因数为0.7~0.9，额定值为0.9。

逆变器效率：主流逆变器标称效率在80%~95%之间，对小功率逆变器要求其效率不低于85%。

保护措施：包括欠压、过压、过电流、短路、输入反接、防雷以及过温保护等。

噪音：逆变器正常运行时，其噪声应不超过80dB，小型逆变器的噪声应不超过65dB。

四、光伏逆变器的作用

光伏逆变器不仅具有直交流变换功能，还具有以下重要作用：

自动运行和停机功能：能够根据光照强度等条件自动启动和停止工作。

最大功率跟踪控制功能：实时追踪光伏电池的最大功率输出点，提高发电效率。

防单独运行功能（并网系统用）：在电网故障时能够自动断开与电网的连接，防止孤岛效应的发生。

自动电压调整功能（并网系统用）：能够根据电网电压的变化自动调整输出电压，保持电网的稳定运行。

直流检测功能（并网系统用）：对直流输入端的电压和电流进行实时监测，确保系统的正常运行。

直流接地检测功能（并网系统用）：能够检测直流输入端是否接地，确保系统的安全运行。

五、光伏并网逆变器的关键技术

光伏并网逆变器的关键技术包括：

最大功率追踪：为了提高光伏系统的发电效率，需要实时追踪光伏电池的最大功率输出点。常用的最大功率追踪方法有“峰值电流控制”、“恒压控制”和“MPPT控制”等。

并网控制策略：是确保逆变器并网后能安全、稳定、高效运行的关键。常用的并网控制策略包括“间接电流控制”、“直接电流控制”和“基于电压/频率的控制”等。

孤岛效应防护：在电网故障时，光伏并网逆变器需要能够防止孤岛效应，保证设备和人员的安全。为此，需要设计合理的孤岛效应防护策略。

六、光伏逆变器目前主流厂家

目前市场上主流的光伏逆变器厂家包括阳光电源、科华、首航新能等。这些厂家在光伏逆变器领域具有深厚的技术积累和丰富的产品经验，能够提供高效、稳定、可靠的光伏逆变器产品。

七、光伏逆变器的未来发展

未来光伏逆变器的发展将呈现以下趋势：

效率更大化：通过技术创新和工艺改进，不断提高光伏逆变器的转换效率，以最大化太阳能电池的发电效率。

更加集成：未来的光伏系统将向着更加集成的方式发展，将逆变器、电池管理系统、智能控制等融为一体，形成一体化的能量管理系统。

智能化发展：通过引入物联网、大数据、人工智能等技术，实现联网故障检测、远程监控及优化控制的目的，提高光伏系统的智能化水平。

光储充一体化：光储充一体化将是未来的主导方向，将光伏发电、储能和充电设施相结合，形成一体化的能源供应系统。

以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅光伏逆变器相关文献或咨询光伏逆变器领域专业人士。

光伏逆变器的电路结构、原理及故障处理！

光伏逆变器的基本电路构成主要包括输入电路、输出电路、主逆变开关电路、控制电路、辅助电路和保护电路。输入电路为逆变电路提供稳定直流电压。主逆变电路是核心，通过电力电子开关的控制实现直流电转换为交流电的功能，分为隔离式和非隔离式。输出电路则负责修正、补偿和调理主逆变电路输出的交流电波形、频率、电压和电流。控制电路提供一系列控制脉冲，配合主逆变电路完成逆变过程。辅助电路将输入电压转换为适合控制电路工作的直流电压，并包含检测电路。保护电路则对输入和输出进行过欠压、过流、短路和孤岛保护。

逆变器的转换过程通过半导体功率开关器件在控制电路的作用下完成，以极快的速度开关，将直流电转换为交流电。三相并网型逆变器电路原理主要是电流源型逆变器，其电路分为主电路和微处理器电路两个部分，主电路负责DC-DC-AC变换和逆变过程，而微处理器电路则负责系统并网控制，实现交流电压值、波形、相位等维持在规定范围内，完成电压、相位实时监测、电流相位反馈控制、光伏方阵最大功率跟踪以及实时正弦波脉宽调制信号发生。

华为逆变器的常见故障处理包括绝缘阻抗低、母线电压低和漏电流故障。对于绝缘阻抗低，通过排除法找到问题组串，检查直流接头是否有水浸短接支架或烧熔短接支架，以及组件边缘是否烧毁导致通过边框漏电。对于母线电压低，应区分早/晚时段的正常情况，对于其他时段的异常问题，则通过排除法检测。漏电流故障根本原因在于安装质量问题，可能由低质量的直流接头、组件、安装高度不合格或进水漏电引起。通过在洒粉中找出问题点并做好绝缘工作，或更换材料解决问题。

浅谈光伏逆变器最大功率点追踪MPPT与电流采集

浅谈光伏逆变器最大功率点追踪MPPT与电流采集

光伏逆变器作为光伏发电系统的核心组件，不仅负责将光伏阵列产生的直流电转换为安全平稳的工频交流电，还承担着确保光伏组件在最大功率点工作的重任，以最大化发电效率。本文将从最大功率点追踪（MPPT）技术和电流采集两个方面进行浅谈。

一、最大功率点追踪（MPPT）

光伏组件的最大功率点

光伏组件的输出特性是非线性的，存在一个特定的工作点，即最大功率点（Pmax），在该点光伏组件的电压（Ump）与电流（Imp）的乘积达到最大值。为了使光伏组件的发电效率最大化，逆变器需要具备MPPT功能，使组件始终工作在最大功率点。

MPPT技术原理

MPPT功能通常通过控制电路发出PWM信号对DC/DC变换过程进行调节来实现。其基本原理是通过调节负载阻抗（或等效地，通过DC-DC变流器调节光伏组串的等效负载阻抗），使光伏组件的输出功率达到最大。在实际应用中，由于负载阻抗往往是不受控的，因此通过在光伏组串与负载之间添加DC-DC变流器来调节等效负载阻抗，从而实现MPPT。

MPPT控制器一般采用两种控制方法：电压控制法和直接控制法。电压控制法通过比较参考电压信号（由MPPT算法生成）与当前采集的电压信号，将结果传递给PI控制器，得到DC-DC占空比，进而生成PWM控制DC-DC。而直接控制法则直接通过MPPT算法生成占空比，继而生成PWM，无需设计PI控制器，实现难度和成本较低。

二、电流采集

电流检测的重要性

MPPT控制的精度不仅受内部算法性能影响，还依赖于逆变器检测回路中的传感器对于各输入输出电流电压的采集精度。因此，电流采集在MPPT过程中起着至关重要的作用。

电流传感器

逆变器检测回路中的电流传感器通常采用高精度闭环磁通门电流传感器或开环霍尔传感器。这些传感器能够精确采集电流信号，为MPPT算法提供准确的数据输入。例如，巨磁智能技术有限公司自主研发的高精度闭环磁通门电流传感器，检测精度达到千分之七，检测线性度达到千分之一，可为光伏逆变器MPPT电路设计提供高精度的电流数据采集。

电流检测方案

为了满足逆变器组串端与交流输出端的电流检测需求，通常采用多种传感器组合的方案。例如，巨磁智能技术有限公司提供的开环霍尔电流传感器ME、MG系列以及漏电流传感器RCMU101SN系列，能够满足逆变器在不同应用场景下的电流检测需求，为光伏逆变器设计打造极具性价比的电流检测整体方案。

总结

光伏逆变器的最大功率点追踪（MPPT）技术和电流采集是实现高效光伏发电的关键环节。通过精确调节负载阻抗或等效负载阻抗，MPPT技术能够使光伏组件始终工作在最大功率点，从而最大化发电效率。而高精度的电流采集则为MPPT算法提供了准确的数据输入，确保了MPPT控制的精度和稳定性。在实际应用中，应选择合适的电流传感器和检测方案，以满足光伏逆变器在不同应用场景下的需求。

逆变器并网测试方式

逆变器并网测试方式

逆变器并网测试是确保逆变器能够安全、稳定地与电网连接并运行的重要步骤。以下是对逆变器并网测试方式的详细阐述：

一、测试依据

逆变器并网测试主要依据相关的国家标准和技术规范进行，包括但不限于：

GB/T 30427-2013《并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》GB/T 37408-2019《光伏发电并网逆变器技术要求》GB/T 37409-2019《光伏发电并网逆变器检测技术规范》

这些标准和技术规范为逆变器并网测试提供了明确的测试项目、测试方法和测试条件。

二、测试项目

逆变器并网测试项目通常包括但不限于：

电气性能测试：包括输入电压范围、输出电压和频率、功率因数、谐波含量等。保护功能测试：包括过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、孤岛效应保护等。并网性能测试：包括低电压穿越能力、相位同步能力、频率适应能力等。效率测试：测量逆变器在不同工况下的转换效率，特别是MPPT（最大功率点跟踪）效率。

三、测试方法

传统测量电路

传统测量电路通过模拟电网条件，使用示波器、功率分析仪等仪器对逆变器的输出进行监测和分析。这种方法可以直观地了解逆变器的电气性能和并网性能。

优化电路

优化电路通过使用电网模拟器（如IT7900电网模拟器）来模拟真实的电网环境，包括电压波动、频率变化、谐波注入等。这种测试方法更加接近实际运行条件，能够更准确地评估逆变器的并网性能。

效率测试方法

效率测试通常使用光伏模拟源来模拟不同日照、温度、材料条件下的光伏输出。通过测量逆变器在不同输入条件下的输出功率和输入功率，可以计算出逆变器的转换效率。

对于集中式逆变器，可以使用IT6000C光伏模拟源，其输出电压和电流范围广泛，能够满足大功率逆变器的测试需求。

对于组串式逆变器，可以使用IT-M3900C光伏模拟源，其输出电压和功率适中，适合中小功率逆变器的测试。

对于微型逆变器，可以使用IT-N2100系列光伏模拟源，其输出电压和功率较小，但响应速度快，适合高速MPPT算法的测试。

四、常见测试

光伏输出特性曲线测试

光伏组件在局部阴影条件下会产生多峰值输出特性曲线。为了评估逆变器在这种情况下的MPPT能力，需要进行光伏输出特性曲线测试。通过使用光伏模拟源和SAS1000光伏模拟软件，可以模拟局部阴影条件下的多峰值输出特性曲线，并验证逆变器的MPPT算法。

转换效率测试与MPPT测试

转换效率测试和MPPT测试是评估逆变器性能的重要指标。通过使用光伏模拟源和相应的测试软件，可以设置不同的光照和温度条件，模拟光伏阵列的输出特性，并测量逆变器的转换效率和MPPT能力。

并网法规测试

并网法规测试是确保逆变器符合电网接入要求的重要步骤。测试内容包括低电压穿越能力、相位同步能力、频率适应能力等。通过使用电网模拟器或实际电网环境，可以验证逆变器在这些条件下的运行性能和稳定性。

综上所述，逆变器并网测试方式包括传统测量电路、优化电路、效率测试方法以及常见测试项目如光伏输出特性曲线测试、转换效率测试与MPPT测试、并网法规测试等。这些测试方法和技术手段共同构成了逆变器并网测试的完整体系，为逆变器的安全、稳定并网运行提供了有力保障。

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