其實(shí)從逆變器讀出來(lái)的電量,和從電表讀出來(lái)的電量有可能不一樣。一般情況下,從逆變器到電表之間,必然會(huì)存在著損耗,根據(jù)能量守恒定律,電能表的發(fā)電量比逆變器顯示的發(fā)電量要低一些。在實(shí)際應(yīng)用中,由于逆變器的測(cè)量誤差和電能的測(cè)量誤差,導(dǎo)致了電表電量比逆變器顯示電量或高或低,這都是正常狀態(tài)。本文首先介紹了逆變器的工作原理,其次解答了為什么逆變器發(fā)出的電和電表走的不一樣,并舉了四個(gè)案例詳細(xì)說(shuō)明,具體的跟隨小編一起來(lái)了解一下。
逆變器工作原理
輸入接口部分:
輸入部分有3個(gè)信號(hào),12V直流輸入VIN、工作使能電壓ENB及Panel電流控制信號(hào)DIM。VIN由Adapter提供,ENB電壓由主板上的MCU提供,其值為0或3V,當(dāng)ENB=0時(shí),Inverter不工作,而ENB=3V時(shí),Inverter處于正常工作狀態(tài);而DIM電壓由主板提供,其變化范圍在0~5V之間,將不同的DIM值反饋給PWM控制器反饋端,Inverter向負(fù)載提供的電流也將不同,DIM值越小,Inverter輸出的電流就越大。
電壓?jiǎn)?dòng)回路:
ENB為高電平時(shí),輸出高壓去點(diǎn)亮Panel的背光燈燈管。
PWM控制器:
有以下幾個(gè)功能組成:內(nèi)部參考電壓、誤差放大器、振蕩器和PWM、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、短路保護(hù)、輸出晶體管。
直流變換:
由MOS開(kāi)關(guān)管和儲(chǔ)能電感組成電壓變換電路,輸入的脈沖經(jīng)過(guò)推挽放大器放大后驅(qū)動(dòng)MOS管做開(kāi)關(guān)動(dòng)作,使得直流電壓對(duì)電感進(jìn)行充放電,這樣電感的另一端就能得到交流電壓。
LC振蕩及輸出回路:
保證燈管啟動(dòng)需要的1600V電壓,并在燈管啟動(dòng)以后將電壓降至800V。
輸出電壓反饋:
當(dāng)負(fù)載工作時(shí),反饋采樣電壓,起到穩(wěn)定Inventer電壓輸出的作用。
其實(shí)你可以想象一下了。都有那些電子元件需要正負(fù)極,電阻,電感一般不需要。二極管一般壞的可能就是被擊穿只要電壓正常一般是沒(méi)有問(wèn)題的,三極管的話是不會(huì)導(dǎo)通的。穩(wěn)壓管如果正負(fù)接反的話就會(huì)損壞了,但一般有的電路加了保護(hù)就是利用二極管的單向?qū)▉?lái)保護(hù)。在就是電容了,電容里有正負(fù)之分的就是電解電容了,如果正負(fù)接反嚴(yán)重的話其外殼發(fā)生爆裂。
主要元件二極管。開(kāi)關(guān)管振蕩變壓器。取樣。調(diào)寬管。還有振蕩回路電阻電容等參開(kāi)關(guān)電路原理。
逆變器的主功率元件的選擇至關(guān)重要,目前使用較多的功率元件有達(dá)林頓功率晶體管(BJT),功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET),絕緣柵晶體管(IGBT)和可關(guān) 斷晶閘管(GTO)等,在小容量低壓系統(tǒng)中使用較多的器件為MOSFET,因?yàn)镸OSFET具有較低的通態(tài)壓降和較高的開(kāi)關(guān)頻率,在高壓大容量系統(tǒng)中一般 均采用IGBT模塊,這是因?yàn)镸OSFET隨著電壓的升高其通態(tài)電阻也隨之增大,而IGBT在中容量系統(tǒng)中占有較大的優(yōu)勢(shì),而在特大容量(100KVA以 上)系統(tǒng)中,一般均采用GTO作為功率元件 。
大件:場(chǎng)效應(yīng)管或IGBT、變壓器、電容、二極管、比較器以及3525之類的主控。交直交逆變還有整流濾波。
功率大小和精度,關(guān)系著電路的復(fù)雜程度。
IGBT(絕緣柵雙極晶體管)作為新型電力半導(dǎo)體場(chǎng)控自關(guān)斷器件,集功率MOSFET的高速性能與雙極性器件的低電阻于一體,具有輸入阻抗高,電壓控制功耗低,控制電路簡(jiǎn)單,耐高壓,承受電流大等特性,在各種電力變換中獲得極廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí),各大半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商不斷開(kāi)發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠性、低成本技術(shù),主要采用1um以下制作工藝,研制開(kāi)發(fā)取得一些新進(jìn)展。
逆變器發(fā)出的電和電表走的不一樣原因解析(案例)
1、電量計(jì)算原理
要了解其中的原委,首先我們要弄清,電量究竟是怎么被計(jì)算出來(lái)的。學(xué)過(guò)高中物理的應(yīng)該知道,電量計(jì)算公式為:
W =UIT=I2RT
公式中:
W---光伏系統(tǒng)發(fā)電量,單位是KWH
U---市電電壓,單位為V
I--- 輸出電流,單位為A
T---負(fù)載每天的用電時(shí)間,單位h
R---輸出線纜的阻抗,單位為Ω
無(wú)論是什么樣的儀器設(shè)備,計(jì)算電量的規(guī)則都是一樣,根據(jù)電壓、電流、時(shí)間三個(gè)物理變量的數(shù)據(jù)采集,再通過(guò)不同的算法計(jì)算出電量。
2、逆變器電量計(jì)算
逆變器在整個(gè)光伏系統(tǒng)當(dāng)中除了擔(dān)任直流轉(zhuǎn)交流的工作外,電站的所有動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)都是在逆變器側(cè)完成,電量計(jì)算也是其中一部分。逆變器通過(guò)內(nèi)置的電流傳感器和電壓采樣電路,采集到電壓電流數(shù)據(jù),通過(guò)軟件算法,計(jì)算出發(fā)電量,顯示在逆變器屏幕及監(jiān)控平臺(tái)上。
逆變器發(fā)電量的計(jì)算,涉及到電壓及電流的檢測(cè)。從電流傳感器到計(jì)算芯片,還有一段硬件采樣處理電路,電流傳感器的精度約為±0.5%,加上硬件采樣電路和軟件計(jì)算,總體精度約為±1%。
3、電表電量計(jì)算
目前電能計(jì)量表有很多類型,但是計(jì)量電量的原理實(shí)質(zhì)上都是相通的,以電子式電能表為例,接入被測(cè)電路的電流、電壓傳感器,將數(shù)據(jù)經(jīng)模塊轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后,輸入微處理器進(jìn)行分析、處理,通過(guò)顯示屏顯示分時(shí)計(jì)量的正反向有功、無(wú)功電量。
跟逆變器一樣,電表的測(cè)量也是有誤差的,單相或三相電表,在銘牌上都會(huì)有標(biāo)注精度等級(jí)0.2S、0.5S、1.0S、2.0S級(jí)等,意思是允許在±0.2%、±0.5%、±1.0%、±2.0%之內(nèi)的誤差,目前居民普遍使用的電表的精度等級(jí)是1.0S的,所以有±1%的誤差。
4、案例分析
知道了電量的基本計(jì)量規(guī)則,下面以實(shí)際案例,建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)看看不同情況下逆變器顯示電量及電能表顯示電量的差異。
情況一:河南地區(qū)一個(gè)10KW光伏電站,輸出為三相380V并網(wǎng),采用growatt 10000TL3-S機(jī)型一臺(tái),逆變器輸出側(cè)使用6平方銅線接入,逆變器輸出側(cè)到電能表距離為30米。一天發(fā)電量按滿載4小時(shí)計(jì)算,一天發(fā)電量為:10KW*4h=40KWH
線纜損耗計(jì)算公式:
△W=I2RT (1)
R=ρL/S (2)
通過(guò)公式及線纜的長(zhǎng)度、大小可計(jì)算出三根輸出相線的損耗為0.16KWH
情況一:逆變器電流測(cè)量精度為-1%,電表測(cè)量誤差﹢1%
逆變器檢測(cè)的輸出電流:
I=15.2A*(1-1%)=15.05A
逆變器顯示發(fā)電量W1=UIT=39.6度
電表顯示發(fā)電量W2=40.2度
結(jié)論:W1《W2
情況二:逆變器電流測(cè)量精度為﹢1%,電表測(cè)量誤差﹣1%
與情況一類似的計(jì)算可得出:
逆變器顯示發(fā)電量W1= 40.4度
電表顯示發(fā)電量W2=39.4度
結(jié)論:W1》W2
情況三:逆變器電流測(cè)量精度為-1%,電表測(cè)量誤差-1%
與情況一類似的計(jì)算可得出:
逆變器顯示發(fā)電量W1=39.6度
電表顯示發(fā)電量W2=39.4度
結(jié)論:W1》W2
情況四:逆變器電流測(cè)量精度為+1%,電表測(cè)量誤差+1%
與情況一類似的計(jì)算可得出:
逆變器顯示發(fā)電量W1=40.2度
電表顯示發(fā)電量W2=40.2度
結(jié)論: W1=W2
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