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一文读懂光伏逆变器短路时电路会呈现的特征

短路故障相对于其他故障类型来说是比较常见的,不同的设备的短路故障,大了讲都一样,细了说各有千秋,今天我们主要聊聊光伏逆变器的短路特征。

前语

短路毛病相对于其他毛病类型来说是比较常见的,不同的设备的短路毛病,大了讲都相同,细了说各有千秋,今日咱们首要聊聊光伏逆变器短路特征。

电力体系中的电源,传统含义是指的是并入电力体系的同步发电机。但随着分布式发电技能的开展,各种形式的发电设备并入电力体系。依照分布式电源并网的办法,咱们大致可以分为以下三类:

●经过旋转电机和变流器并联并网的电源,首要指双馈风力发电体系;

●只是经过变流器并网的电源,首要包含直驱风力发电体系、光伏发电体系、蓄电池、微型燃气轮机等;

●只是经过旋转电机并网的电源,首要是小型的同步发电机,常见的为快速呼应的柴油发电机组。

接下来,咱们首要聊到的是归于第二类的光伏体系中逆变器的短路特性。

操控办法和特性

光伏逆变器的典型拓扑结构如下:

光伏逆变器的首要操控办法首要有:PI操控、滞环操控、双闭环操控、空间矢量PWM操控、无差拍操控、重复操控、份额谐振操控等等。其间,在并网光伏逆变器中,较为老练运用较多的当属电流型操控办法,一般选用双闭环操控。

在双闭环操控中,电压调节器作为外环操控,一方面操控逆变器直流侧输出电压Udc盯梢电压给定值Udcref;另一方面经过PI调节器得到有功输入电流重量的参阅值id*和无功电流重量的参阅值iq*。电流内环的效果首要是按电压外环输出的电流指令进行电流操控。

光伏体系的短路毛病特性首要取决于其操控办法的特色,为了确保在电力体系产生短路时的短路电流不超越逆变器的限定值,一般会在操控回路中的电流内环参加饱满模块。当产生毛病时,内环参阅电流将受到约束,经过设置饱满模块的上限,然后使得毛病电流约束在答应得范围内,一般短路电流约束在额定电流得1.2~1.5倍。当饱满模块失效时,双环操控体系得外环操控会失效,体系变为纯电流操控。

体系产生短路时,逆变器的输出有两种状况:

①饱满模块不收效

远端毛病时,体系的功率外环操控起决定性效果,有功电流增大,增大后的电流幅值在限幅门槛之内,所以此刻的毛病特性和负荷忽然添加的呼应式共同的,经过一个时刻短的过渡进程,体系到达新的稳态,此刻的输出功率依然等于毛病产生前的输出功率,体系相当于一个等功率源。

②饱满模块收效

近端毛病时,因为端口电压下降,此刻依照等功率源核算的话,为了坚持功率不变,将输出较大电流;假如输出电流超越了逆变器的约束,电压外环将失掉效果,双环操控变成纯电流操控。因为电流饱满操控模块在很短时刻内便可以到达稳态值,在进入稳态后电网扰动电压消失,光伏体系的输出电流值和电流饱满模块的设定值持平。

上述两种状况,毛病产生后都会存在一个时刻短的过渡进程,此进程中可能会产生必定量的谐波,进程的时刻长短首要取决于体系直流侧电容的巨细、双环操控中外环操控的参数、直流侧输入功率等要素。

不同毛病时的特色

下面咱们来看下,升压变高压侧三相毛病、升压变低压侧三相毛病、相间毛病和单相毛病时的逆变器输出特征。毛病前逆变器输出正序电流均为276A,没有零序和负序电流。

①升压变高压侧三相毛病

产生此毛病时,低压侧电流电压波形如下图所示:

毛病进程中存在10ms的过渡进程,进程完毕后,电流和电压趋于安稳,逆变器安稳后输出的正序电流为544A,功率方向为正方向。

②升压变低压侧三相毛病

产生此毛病时,低压侧电流电压波形如下图所示:

相同存在10ms的过渡进程,进程完毕后,电流电压趋于安稳,逆变器安稳后输出的正序电流为549A,功率方向为正。毛病电流和升压变高压侧三相毛病根本相同。

③升压变低压侧两相间毛病

产生此毛病时,低压侧电流电压波形如下图所示:

10ms的过渡进程,该段时刻内基波幅值不安稳。过渡完毕后,电流和电压的基波幅值趋于安稳;逆变器安稳后输出的正序电流为560A,功率方向为正。非毛病相电流和毛病相电流幅值根本相同,安稳后无零序和负序重量。

④低压侧单相毛病

产生此毛病时,低压侧电流电压波形如下图所示:

毛病进程20ms电流基波幅值不安稳,之后根本安稳;毛病100ms后逆变器安稳输出的正序电流为445A,功率方向为正,毛病电流略小于升压变高压侧三相毛病时的电流。非毛病相电流和毛病相电流幅值根本相同,安稳后没有零序和负序重量。

归纳

光伏逆变器的短路毛病特征首要有:

●不管何种类型毛病,逆变器的输出功率方向能正确反映毛病特征;

●毛病进程中存在较短的过渡进程,该进程中存在必定的谐波重量;

●过渡进程中的时刻以及峰值的影响要素许多,包含直流侧电容、功率外环参数、输入功率巨细等;

●在电网对称和不对称的毛病状况下,逆变器均只输出正序电流,没有零序和负序电流。毛病进程中,不管是单相毛病、两相毛病或许三相毛病,三相电流不同不大,无法经过电流挑选毛病相别;

●因为逆变器中限幅效果的影响,无法经过电流巨细来差异毛病产生的远近。

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