近年来,光伏工业发展迅速,在电力供应中扮演的人物逐步突显,越来越多的分布式光伏发电体系接入到配电网中,对传统的配电网络提出了新的应战,一起也对光伏发电技能有了更高的要求,并网前输出高质量的电流才干确保光伏电源对配电网的晦气影响减到最小。
光伏电源对配电网的影响首要包括:升高接人点电压、引起电压动摇、注入电流谐波和直流重量、直流侧接地毛病、非正常孤岛等。
本文首要论述直流注入量发生的原因、损害以及怎么有用按捺。
一、直流重量发生的原因
直流重量发生的最底子原因是逆变器输出的高频SPWM波中含有必定的直流重量。逆变器输出脉宽调制波中含有直流重量的原因能够归结为以下几点:
(1)给定正弦信号波中含有直流重量
这种状况多发生在模仿操控的逆变器中,正弦波给定信号由模仿器材发生,因为所用元器材特性的差异,给定正弦波信号自身就含有很小的直流重量。选用闭环波形反应操控,输出电流波形和给定波形根本共同,然后导致输出沟通电流中也含有必定程度的直流重量。
(2)脉冲分配及死区构成电路引起的直流重量
操控体系发生的SPWM信号需经过脉冲分配及死区构成电路分相、设置死区,再经驱动电路阻隔、扩大后驱动开关管。其间元件参数的分散性会引起死区时刻不同,即各管每次导通时刻中的丢失不共同,然后逆变器输出中包括直流重量。
(3)开关管特性不共同
即便操控电路发生的脉宽调制波彻底对称,因为主电路中功率开关管特性的差异,如导通时饱满压降不同以及关断时存储时刻的不共同等,这些均会形成输出SPWM波正负的不对称,然后导致输出电流中含有直流重量。
(4)操控体系反应通道的零点漂移引起的直流重量
1)检测元件的零点漂移:逆变器引进输出反应操控,不可防止要选用各种检测元件,最常用的是电压、电流霍尔传感器。这些传感器一般都存在零点和温度漂移,因为这些漂移的存在,使得输出电流中含有直流重量
2)A/D转换器的零点漂移:在全数字操控的逆变器中,检测元件检测到的输出电流还需经过A/D转换器把模仿量转化为数字量,并由处理器按必定的操控规则进行运算。同检测元件相同,A/D转换器也存在零点漂移,同样会形成输出沟通电流中含有直流重量。
二、直流重量的损害
直流重量首要对配电网中的变压器、电流式漏电断路器、电流型变压器、计量外表等形成晦气影响。因为这些设备中都有磁芯,直流重量的存在简单形成磁路的饱满,引起电流式漏电断路器误动作,变压器或互感器饱满、发热、发生谐波和噪音等,导致整个体系的运转毛病乃至瘫痪。
直流注入量的按捺是光伏并网的关键问题之一,IEEEStd.929-2000中规则,光伏体系并网电流中直流重量有必要小于体系额定电流的0.5%,美国的规则是不超越每相电流额定值的0.5%,国标GB/Z19964-2005《光伏发电站接入电力体系技能规则》中规则直流重量不该超越其沟通额定值的1%,一起《500kW光伏发电并网逆变器技能规范》中要求直流电流不该大于逆变器输出电流额定值的0.5%.
三、直流重量的按捺
直流重量的按捺能够经过合理的规划参数匹配来完成,在并网前选用阻隔变压器是按捺直流重量的有用办法。
但近十几年来,因为技能的前进以及本钱的压力,去除阻隔变压器可带来更高的功率并削减生产本钱,不带阻隔变压器的光伏电源逆变器运用越来越广泛。
关于不带阻隔变压器的体系,通常会选用脉宽调制(Pulse-widthmod.ulatim,PWM)技能的光伏电源逆变器能够按捺直流重量输出。
选用合理的检测元件也能够有用削减直流重量。
四、直流重量的检测
直流重量的检测一般选用闭环电流传感器,闭环电流传感器具有精度高,线性差错小受外界搅扰小的特色。关于直流重量的检测与一般的电流检测不同,叠加在沟通信号的的直流重量幅值都很小,对传感器的要求也会更高。
电流传感器一般都会有零点差错、温度漂移线性差错,这些差错都会对直流重量形成影响,有些能够经过电路规划及软件算法,有些则不防止地存在。挑选适宜的传感器,合理地运用传感器,有用削减电流传感器对直注重量的影响。
下面咱们以CASR50-NP为例来剖析,这些差错对直流重量影响的程度,以及怎么消除和减小影响。CASR系列是LEM针对光伏运用开发的一款低温漂、体积小的传感器,有6A,15A,25A和50A四种标准。
线性差错εl:±0.1%,零点失调值Vout:2.5±0.05,零点温漂TCVout:±0.7ppm/K,增益温漂TCV:max±40ppm/K.
这些参数在对分布式光伏逆变器并网中对直流重量会有多大影响呢,咱们来逐个剖析。
线性差错:因为被测的有用电流是沟通信号,那么在磁路中的磁滞曲线是一个对称曲线,在正半周和负半周发生的线性差错也是对称的,关于直流重量来说,是能够彼此抵消的,所以线性差错的巨细不会影响直流重量的注入量的巨细。磁滞曲线见下图所示。
零点漂移值:因为传感器零点失调值是一固定值,在光伏电源体系中,能够经过软件批改或去除零点失调值,以消除对直流注入量的影响。
温漂:这个参数随温度的改变而改变,无法防止,直接对直流注入量发生影响,在光伏并网体系中有必要考虑。
因为检测的信号中含有沟通和直流信号民,传感器的归纳差错仅仅影响沟通,直流量的经过积分来获得,这些差错会在正、负半周抵消,见下图示。归纳上述差错剖析,CASR输出信号对影响直流注入量的参数首要是温度漂移差错。
以并网电流为30Arms,用CASR50-NP传感器检测并网电流,在85°C条件下的对直流重量有影响的差错为:
总差错=TCV_OUT+TCG=0.12%+0.24%=0.36%这个差错远远优于0.5%的要求,能够满意逆变器对直流量丈量的要求。
定论:依据光伏并网发电体系对直流重量的要求与规则,除选用脉宽调制技能外,在选取相应的电流传感器时,除了考虑丈量精度高、线性差错小、宽温度规模等参数外,温漂(零点温度漂移和增益温度漂移)是特别需求考虑的参数,关于标称精度相同的传感器,温度漂移越小,对直流重量丈量的影响越小。所以选用温漂特性好的传感器能够有用按捺直流注入量,进步丈量作用。