光伏跟踪系统浅谈并网光伏逆变器的漏电流保护
时间:2023-11-29 15:09:53 阅读:42
为了达成2030年碳达峰,2060年前实现碳中和,光伏行业将成为长期高速发展的新能源行业之一。预期2027年将保持70-120GW左右的新增装机量,2027年我国光伏发电行业累计装机量可能在827-938GW之间。(见下图1)
新能源作为未来发展焦点被大家所关注。其中光伏具有使用范围广、使用方便、无污染等优点。光伏跟踪系统光伏逆变器作为光伏系统的一个重要设备,其作用至关重要,市场竞争激烈,国内众多光伏逆变器厂商均通过元器件国产化来降低生产制造成本,从而提高市场占有率。光伏逆变器的漏电流保护技术也是光伏的重要技术之一,同样饱受国内外厂商和用户的关注。
一、光伏系统中产生漏电的原因
光伏跟踪系统中的漏电流,本质上是一种共模电流。原因是光伏系统与大地之间存在寄生电容。当寄生电容-光伏系统-电网形成回路时,共模电压会在寄生电容上产生共模电流。当光伏系统配备工频变压器时,由于回路中变压器绕组之间的寄生电容相对较高,可在一定程度上抑制回路中共模电压产生的共模电流。但是在没有变压器的光伏系统中,环路阻抗较低,共模电压会形成较大的共模电流。但有变压器型的逆变器,因为体积笨重、成本高、效率低等缺点,已经被市场淘汰。因此对光伏系统的漏电流问题需要格外关注。
在PV对地交流电压和PV对地电容的作用下,交流电压会在对地电容上产生电流。该电流通过主线路和地线形成回路,这个电流即是系统漏电流,也称之为系统共模电流,是光伏系统的固有特征之一。高频共模电流不仅会增加系统损耗, 产生并网电流谐波,还会造成电磁干扰等问题, 甚至会威胁人身安全。光伏逆变器PV端子与大地之间由于共模电压的存在而具有寄生电容。当逆变器通电运行时,共模电压使PV - 逆变器 - 电网 - 大地之间形成回路,从而产生漏电流,如图2所示
在光伏逆变器中,晶硅组件为浮地系统,而组件的边框做接地处理,这就导致组件表面对大地存在一定的电压,一般为1/2 PV直流母线电压。由于该电压的存在,组件和大地之间就等效出现了一个寄生电容。
太阳能电池板的外形、 脏污程度以及内部结构等因素都会影响寄生电容的大小。在湿度较大的地区或是遭遇雨雪天气, 电池板金属外壳非常容易吸附导电水膜, 容易增大寄生电容的等效面积, 从而增大电容值。
若光伏系统出现了绝缘等故障,一根动力线和站在大地上的人接触(如下图4),此时会有一个额外的电流流过,这个电流也被称为“残余电流”。
残余漏电流具有突变的特性,与系统漏电流具有明显的差别。标准规定残余电流不得大于30mA,否则会给人体带来伤害。
系统漏电包括容性交流漏电流和阻性直流漏电流,标准规定系统必须直流量和交流量都检测到;针对人意外触电的保护,在工作中的光伏系统,若出现绝缘故障情况会导致人员触电,会有残余电流流过人体,逆变器也必须要准确检测到这个突变量,及时保护,且保护时间需满足标准要求。光伏系统的漏电检测须同时满足这两部分的检测
为保证人员安全,一旦发生残余电流大于等于30mA,除了绝缘保护外,电气设备要在最短的时间内和电网断开。那么接下来我们一起来看看国内外的一些相关标准对此的规定。
新能源作为未来发展焦点被大家所关注。其中光伏具有使用范围广、使用方便、无污染等优点。光伏跟踪系统光伏逆变器作为光伏系统的一个重要设备,其作用至关重要,市场竞争激烈,国内众多光伏逆变器厂商均通过元器件国产化来降低生产制造成本,从而提高市场占有率。光伏逆变器的漏电流保护技术也是光伏的重要技术之一,同样饱受国内外厂商和用户的关注。
一、光伏系统中产生漏电的原因
光伏跟踪系统中的漏电流,本质上是一种共模电流。原因是光伏系统与大地之间存在寄生电容。当寄生电容-光伏系统-电网形成回路时,共模电压会在寄生电容上产生共模电流。当光伏系统配备工频变压器时,由于回路中变压器绕组之间的寄生电容相对较高,可在一定程度上抑制回路中共模电压产生的共模电流。但是在没有变压器的光伏系统中,环路阻抗较低,共模电压会形成较大的共模电流。但有变压器型的逆变器,因为体积笨重、成本高、效率低等缺点,已经被市场淘汰。因此对光伏系统的漏电流问题需要格外关注。
在PV对地交流电压和PV对地电容的作用下,交流电压会在对地电容上产生电流。该电流通过主线路和地线形成回路,这个电流即是系统漏电流,也称之为系统共模电流,是光伏系统的固有特征之一。高频共模电流不仅会增加系统损耗, 产生并网电流谐波,还会造成电磁干扰等问题, 甚至会威胁人身安全。光伏逆变器PV端子与大地之间由于共模电压的存在而具有寄生电容。当逆变器通电运行时,共模电压使PV - 逆变器 - 电网 - 大地之间形成回路,从而产生漏电流,如图2所示
在光伏逆变器中,晶硅组件为浮地系统,而组件的边框做接地处理,这就导致组件表面对大地存在一定的电压,一般为1/2 PV直流母线电压。由于该电压的存在,组件和大地之间就等效出现了一个寄生电容。
太阳能电池板的外形、 脏污程度以及内部结构等因素都会影响寄生电容的大小。在湿度较大的地区或是遭遇雨雪天气, 电池板金属外壳非常容易吸附导电水膜, 容易增大寄生电容的等效面积, 从而增大电容值。
若光伏系统出现了绝缘等故障,一根动力线和站在大地上的人接触(如下图4),此时会有一个额外的电流流过,这个电流也被称为“残余电流”。
残余漏电流具有突变的特性,与系统漏电流具有明显的差别。标准规定残余电流不得大于30mA,否则会给人体带来伤害。
系统漏电包括容性交流漏电流和阻性直流漏电流,标准规定系统必须直流量和交流量都检测到;针对人意外触电的保护,在工作中的光伏系统,若出现绝缘故障情况会导致人员触电,会有残余电流流过人体,逆变器也必须要准确检测到这个突变量,及时保护,且保护时间需满足标准要求。光伏系统的漏电检测须同时满足这两部分的检测
为保证人员安全,一旦发生残余电流大于等于30mA,除了绝缘保护外,电气设备要在最短的时间内和电网断开。那么接下来我们一起来看看国内外的一些相关标准对此的规定。
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