如何控制光伏逆變器漏電流危害
光(guang)伏逆變器是(shi)光(guang)伏體系非常重要的(de)一個設(she)備，首要作用(yong)是(shi)把光(guang)伏組(zu)件(jian)發出(chu)來的(de)直流電(dian)變成溝通(tong)電(dian)，除(chu)此之(zhi)外，逆變器還(huan)承當(dang)檢測組(zu)件(jian)、電(dian)網、電(dian)纜運(yun)行狀態，和外界通(tong)信溝通(tong)，體系安全管家等重要功用(yong)。
在光伏(fu)行(xing)業標準NB32004-2013中，逆(ni)變器(qi)有100多(duo)個嚴(yan)厲(li)的(de)技(ji)能參數(shu)，每一(yi)個參數(shu)合格才干(gan)拿到(dao)證書。國家(jia)質檢總(zong)局每一(yi)年也會抽查，對光伏(fu)并網逆(ni)變器(qi)產(chan)品(pin)的(de)保(bao)(bao)(bao)護(hu)銜接(jie)、接(jie)觸電(dian)流、固體絕緣的(de)工頻耐受(shou)電(dian)壓、額(e)外(wai)輸(shu)入輸(shu)出、轉(zhuan)換(huan)功率、諧(xie)波和波形畸變、功率因數(shu)、直流重量(liang)、溝通輸(shu)出側過/欠壓保(bao)(bao)(bao)護(hu)等9個項目進行(xing)查驗(yan)。一(yi)款全(quan)新的(de)逆(ni)變器(qi)，從開發(fa)到(dao)量(liang)產(chan)，要兩年多(duo)時間才干(gan)出來，除了過欠電(dian)壓保(bao)(bao)(bao)護(hu)等功用外(wai)，逆(ni)變器(qi)還有很多(duo)不為(wei)人知(zhi)的(de)黑科技(ji)，如漏電(dian)流控(kong)制、熱設計、電(dian)磁兼容、諧(xie)波按捺，功率控(kong)制等等，需求投入大量(liang)的(de)人力和物(wu)力去(qu)研發(fa)和測驗(yan)。
本文首要(yao)介(jie)紹逆變器的漏(lou)電流控制(zhi)技能
1、光伏(fu)體系為什么會發生漏(lou)電流
光伏(fu)體(ti)系(xi)漏電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，又稱方陣剩(sheng)余電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，本(ben)質為共(gong)(gong)模(mo)(mo)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，其發(fa)(fa)生(sheng)原因(yin)是(shi)光伏(fu)體(ti)系(xi)和(he)大(da)地(di)(di)之(zhi)間存(cun)在(zai)寄(ji)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)，當寄(ji)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)-光伏(fu)體(ti)系(xi)-電(dian)(dian)(dian)(dian)網三者之(zhi)間構成回(hui)路(lu)(lu)時，共(gong)(gong)模(mo)(mo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓將在(zai)寄(ji)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)上發(fa)(fa)生(sheng)共(gong)(gong)模(mo)(mo)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)。當光伏(fu)體(ti)系(xi)中裝(zhuang)置(zhi)有(you)工(gong)頻變壓器(qi)時，因(yin)為回(hui)路(lu)(lu)中變壓器(qi)繞組間寄(ji)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)阻抗相對較大(da)，因(yin)而(er)回(hui)路(lu)(lu)中共(gong)(gong)模(mo)(mo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓發(fa)(fa)生(sheng)的共(gong)(gong)模(mo)(mo)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)能夠得到必定按(an)捺。然而(er)在(zai)無變壓器(qi)的光伏(fu)體(ti)系(xi)中，回(hui)路(lu)(lu)阻抗相對較小，共(gong)(gong)模(mo)(mo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓將在(zai)光伏(fu)體(ti)系(xi)和(he)大(da)地(di)(di)之(zhi)間的寄(ji)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)上構成較大(da)的共(gong)(gong)模(mo)(mo)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，即(ji)漏電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)。
2、漏電流的危害
光伏(fu)體系中的漏電(dian)(dian)流(liu)，包含直流(liu)部分和溝(gou)通部分，假如接入電(dian)(dian)網，會引起并網電(dian)(dian)流(liu)畸(ji)變、電(dian)(dian)磁干擾等問題，對電(dian)(dian)網內(nei)的設備運(yun)行發生(sheng)影響；漏電(dian)(dian)流(liu)還可能使逆變器外殼帶電(dian)(dian)，會對人身安全(quan)構成威脅。
3、漏電流的標(biao)準及檢測(ce)方法
根據(ju)NB32004-2013標準第7.10.2條(tiao)規則(ze)，在(zai)逆變(bian)器(qi)接(jie)入溝(gou)通電網，溝(gou)通斷路器(qi)閉合的任何情況(kuang)下，逆變(bian)器(qi)都應供給漏(lou)電流(liu)(liu)檢測。漏(lou)電流(liu)(liu)檢測應能檢測總的（包含直(zhi)流(liu)(liu)和溝(gou)通部分）有用值(zhi)電流(liu)(liu)，接(jie)連剩余(yu)電流(liu)(liu)，假如接(jie)連剩余(yu)電流(liu)(liu)超越下面限制，逆變(bian)器(qi)應該(gai)在(zai)0.3s內斷開并發出故障信(xin)號：
1）關(guan)于(yu)額外(wai)輸出小于(yu)或等(deng)于(yu)30KVA的(de)逆(ni)變(bian)器，300mA;
2）關于(yu)額(e)外輸出大于(yu)30KVA的逆(ni)變(bian)器，10mA/KVA。
光(guang)伏(fu)體系(xi)漏電(dian)流(liu)有(you)兩個(ge)特點，一是(shi)成份雜亂，有(you)直流(liu)部(bu)份，也有(you)溝通部(bu)份；二是(shi)電(dian)流(liu)副值很少，毫(hao)安等級(ji)，對精度要求極(ji)高，需(xu)求專用的(de)(de)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)(gan)器，能源部(bu)的(de)(de)光(guang)伏(fu)標準規(gui)則：關(guan)于光(guang)伏(fu)漏電(dian)流(liu)的(de)(de)檢測(ce)須采(cai)用TypeB，也便是(shi)交直流(liu)漏電(dian)流(liu)均能測(ce)量的(de)(de)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)(gan)器。
漏電(dian)流傳感器(qi)裝置(zhi)在逆(ni)變器(qi)對外(wai)地線(xian)輸(shu)出(chu)接口，檢測(ce)逆(ni)變器(qi)輸(shu)出(chu)地線(xian)的電(dian)流。
4、漏電流控制技能
目(mu)前，漏電(dian)(dian)流按(an)捺(na)技(ji)能已(yi)成(cheng)為光(guang)伏(fu)并網體系研究中的熱點問題，各位高(gao)校研究機構和(he)廠(chang)家(jia)都(dou)在(zai)研究，漏電(dian)(dian)流的巨細取決于(yu)光(guang)伏(fu)PV和(he)大(da)地之間的寄生電(dian)(dian)容Cpv，和(he)共模(mo)電(dian)(dian)壓(ya)改變率(lv)，寄生電(dian)(dian)容其值(zhi)與外部環境條件、光(guang)伏(fu)電(dian)(dian)池(chi)板尺寸結(jie)構等(deng)要(yao)素(su)有(you)關，一般在(zai)50~150nF/kW左(zuo)右(you)，共模(mo)電(dian)(dian)壓(ya)改變率(lv)則和(he)逆(ni)變器的拓(tuo)撲(pu)結(jie)構、調(diao)制算法等(deng)要(yao)素(su)有(you)關。
關(guan)于傳統(tong)單/三相無變壓器(qi)型光伏并網逆變器(qi)拓撲，共(gong)模(mo)電(dian)流(漏(lou)電(dian)流)有用按捺的兩個基本條件(jian)為：各(ge)橋臂電(dian)感值選(xuan)取(qu)共(gong)同(tong)；采用非零矢量(liang)合(he)成(cheng)參考矢量(liang)，使得共(gong)模(mo)電(dian)壓保(bao)持恒定。
（1）全H4橋拓撲
為了(le)處理全(quan)H橋光(guang)伏(fu)逆變器中漏電(dian)(dian)流的(de)問題，能(neng)夠使(shi)用雙極性PWM調制。這種調制消除(chu)了(le)共模電(dian)(dian)壓(ya)對板的(de)高頻(pin)成(cheng)分，然后(hou)共模電(dian)(dian)壓(ya)一(yi)般只(zhi)要(yao)一(yi)次諧(xie)波的(de)低頻(pin)重量，然后(hou)削減漏電(dian)(dian)流的(de)影(ying)響。
（2）H5拓撲結構
這種拓撲結構比(bi)較(jiao)于全(quan)橋只需求(qiu)添加一個的晶體管，這便是它命名H5的原因。電(dian)(dian)流(liu)續流(liu)期(qi)間(jian)將(jiang)光伏(fu)電(dian)(dian)池從(cong)電(dian)(dian)網斷開，以防止面(mian)板兩(liang)極對地電(dian)(dian)壓隨開關頻率波(bo)動，然后(hou)保(bao)持共模(mo)電(dian)(dian)壓幾乎不變。
（3）HERIC拓撲
HERIC溝通(tong)旁路(lu)拓撲，其(qi)工作原理如下：正半周期(qi)內，開關(guan)S5始(shi)終關(guan)斷而S6始(shi)終導通(tong)、S1和S4以(yi)開關(guan)頻率(lv)調制。當S1和S4導通(tong)時，和電壓分(fen)別為Udc和0，此刻共(gong)模電壓=Udc/2；當S1和S4關(guan)斷時，電流經S6、S5反并(bing)聯二極管續(xu)流，和電壓均Udc/2，此刻共(gong)模電壓=Udc/2。
（4）H6拓撲結構
H6直流旁(pang)路拓撲(pu)，其(qi)工作(zuo)原(yuan)理如下：正半周期(qi)內(nei)，開關S1和S4始(shi)終導(dao)通(tong)，S5、S6和S2、S3替(ti)換導(dao)通(tong)。當S5、S6導(dao)通(tong)，S2、S3關斷時(shi)，此(ci)刻(ke)共(gong)模電(dian)(dian)壓(ya)=Udc/2；當S2、S3導(dao)通(tong)，S5、S6關斷時(shi)，電(dian)(dian)流續流途徑有(you)(you)2條：(1)S1、S3反(fan)并聯(lian)二極管，(2)S4、S2反(fan)并聯(lian)二極管。二極管D7和D8將電(dian)(dian)壓(ya)鉗(qian)位至Udc/2，此(ci)刻(ke)共(gong)模電(dian)(dian)壓(ya)=Udc/2。負半周期(qi)內(nei)共(gong)模電(dian)(dian)壓(ya)也是Udc/2，因而漏(lou)電(dian)(dian)流能夠(gou)得到(dao)有(you)(you)用按(an)捺。
（5）H6.5拓撲結(jie)構
H6.5拓撲在(zai)HERIC的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上有所改進(jin)(jin)，比(bi)較傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)HERIC少一(yi)(yi)顆diode，因而(er)功(gong)(gong)率相對會比(bi)HERIC有所進(jin)(jin)步(bu)。在(zai)無(wu)功(gong)(gong)交流(liu)沒有經過母(mu)線電容，開關狀(zhuang)態(tai)時工模電壓(ya)為(wei)(wei)(wei)二分之(zhi)一(yi)(yi)母(mu)線電壓(ya)，因而(er)工模電流(liu)會很小(xiao)(xiao)；一(yi)(yi)同(tong)輸(shu)出為(wei)(wei)(wei)三電平，濾(lv)波器磁芯(xin)體積能夠進(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)減小(xiao)(xiao)，進(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)提升功(gong)(gong)率；一(yi)(yi)同(tong)中心橫管為(wei)(wei)(wei)boost芯(xin)片，在(zai)開關損耗方(fang)面(mian)有進(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)優化，使(shi)得整機功(gong)(gong)率進(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)提升。另一(yi)(yi)方(fang)面(mian)，現在(zai)有模塊封裝，使(shi)得芯(xin)片的(de)(de)(de)(de)結溫相抵傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)單管會有所改善，能夠明顯進(jin)(jin)步(bu)產品可靠性。
除了(le)以(yi)上的(de)幾個拓(tuo)撲結構外(wai)，采(cai)用3電(dian)(dian)平或者5電(dian)(dian)平等多電(dian)(dian)平技(ji)能，能夠(gou)下(xia)降組件正負極對地的(de)電(dian)(dian)壓，也能夠(gou)削減漏電(dian)(dian)流。
5、體系裝置時(shi)要注意的事情
漏電流都是經過逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)地(di)線(xian)的(de)(de)(de)電流來檢(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)(de)，因而在裝置時(shi)，逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)的(de)(de)(de)地(di)線(xian)要接牢靠，并(bing)且不能和逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)的(de)(de)(de)零(ling)線(xian)以及組(zu)件的(de)(de)(de)安全防(fang)雷地(di)線(xian)接在一同，否則會影(ying)響檢(jian)(jian)測(ce)的(de)(de)(de)精(jing)度，造(zao)成逆(ni)變(bian)(bian)器(qi)判(pan)別(bie)過錯(cuo)。
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