逆变器的并联环流

逆变器的并联环流

在使用两台逆变器时，即使它们是同一品牌和型号，且不具备并网功能，也不能简单地将它们的输出并联使用。为了安全和稳定运行，必须确保这些逆变器的相位相同且电压一致。如果这两台逆变器输出的波形幅度和相位不能同步，可能会导致严重的损坏。这是因为两台设备的输出特性可能会不同步，从而导致电流在两台设备之间来回流动，形成环流。如果不控制好这种环流，带载时容易造成逆变器输出管子的损坏，进而导致逆变器故障。

然而，如果逆变器具备环流控制功能，则可以安全地并联使用。环流控制技术能够有效地管理并联逆变器之间的电流分配，防止过大的环流出现。这样，即使两台逆变器的输出特性存在差异，也可以通过环流控制技术来确保系统的稳定运行，避免因环流过大导致的设备损坏。

因此，在考虑使用两台逆变器进行并联操作时，首先需要确认它们是否具备并联运行所需的环流控制功能。如果设备不具备这一功能，则应避免直接并联，以防止设备损坏或火灾等事故的发生。对于不具备环流控制功能的逆变器，可以通过其他方式实现负载均衡，例如使用外部负载均衡设备或进行适当的负载调整，以确保系统的稳定运行。

总之，逆变器并联运行需要谨慎对待，特别是在不具备环流控制功能的情况下。确保设备的安全和稳定运行是至关重要的，因此在进行逆变器并联操作之前，务必详细了解设备的技术规格，并采取必要的措施来确保系统的安全。

逆变器：组串式VS集中式 孰优孰劣

要求:

组串式逆变器的劣势：组网方式限制——其逆变器间无高频载波同步，无法解决逆变器间的并联环流问题；距离箱变远端的逆变器线路阻抗较大；多机并联模式——多台逆变器在电网电业跌落时会无法统一输出电压及电流的相位。

集中式并网逆变器：均可通过实验室和现场的低电压穿越测试。

（2）防孤岛保护

孤岛效应：是指当电网的部分线路因故障或维修而停电时，停电线路由所连的并网发电装置继续供电，并连同周围负载构成一个自给供电的孤岛的现象。GB/T19964-2012标准要求电站具有防孤岛保护设备，通常情况下逆变器采用主动+被动双重防孤岛保护，以保障在任何情况下逆变器能可靠地断开与电网的连接。主动保护通常采用向电网注入很小的干扰信号，通过检测回馈信号判断是否失电，而被动保护通常采用检测输出电压、频率和相位的方式来判定孤岛状态的发生。

组串式逆变器：交流侧直接并联，因主动保护而采用注入失真信号的方式无法应用在多机并联的系统中，无法执行孤岛保护中的主动保护。

——应用风险：产生谐振孤岛将会对线路检修人员造成安全威胁，对用电设备造成损害，严重影响电站的运行安全等等。

集中式逆变器：交流输出无需汇流，直接接入双分裂绕组变压器，同时执行主动和被主动孤岛保护。

（3）支持电网调度

两者共同点：均采用RS485作为通讯接口，回应速度均相应较慢。

组串式逆变器：每兆瓦需对40台逆变器调度，不利于电站的远端调度管理；

集中式逆变器：每兆瓦仅对2台逆变器调度，较为方便。

（4）PID效应抑制策略

目前公认的最为可靠抑制PID效应的解决方法：逆变器负极接地

组串式逆变器：采用虚拟负极接地电路的方式来抑制PID效应，如虚拟电路发生故障组串式逆变器则无法保障对PID效应抑制，远比实体负极接地可靠性差。

集中式逆变器：采用绝缘阻抗监测+GFDI（PV Ground-Fault Detector Interrupter，由分断器件和传感器组成）方案，即逆变器即时监测PV+对地阻抗。当PV+对地阻抗低于阈值的时候，逆变器就会立刻报警停机。

逆变器环流消除方法

环流只与电压矢量差和等效输出阻抗相关。要实现理想运行，消除环流达到各并联模块输出功率平衡的目的，就要从上述两个影响环流的因素着手。因此抑制环流的方法有如下两种：一是加大并机阻抗；二是降低电压矢量差。

1、加大并机阻抗

加大并机阻抗可以通过设置限流电抗器实现，同时静态开关上的固定电压降可以起到同样的作用，而且这些量并不是很大，因此可以在对输出电压影响不的前提下提高并联的可靠性。在有变压器隔离的并联系统中，可以利用变压器的漏抗作为限流电抗，也可以单独设置限流电抗器。

但是一方面要使并机阻抗足够大，使得并联运行时的环流小，另一方面出于小逆变器负载效应的考虑，则希望该阻抗越小越好，这样能够得到更好的输出电压波形。综合两方面考虑，限流电感的大小选取要折中。

虽然加大并机阻抗并不能彻底消除环流（实际上也没有方法真正能够彻底除环流），但这种方法简单可靠，并且能够达到相关的指标要求，因此仍然是环流抑制中最重要的技术。

2、降低电压矢量差

降低电压矢量差同样也可以降低环流，这就必须通过控制手段实现。造成电矢量差的原因是各逆变器输出电压的幅值、频率和相位的差异，而相位是频率的函数，因此降低电压矢量差的关键问题就是对逆变器输出电压幅值和频率的精确控制。而从前面提到的并联控制方法来看，逆变器输出电压和频率的控制又统的无功功率和有功功率有关。对环流的性质进行进一步研究分析可知，并机阻抗的性质对环流有决定性的影响，相应的控制策略也由此决定，因此必须确定实际系统的并机阻抗特性。在得到并机阻抗特性之后，再对下垂控制做相应的改进。

以上对环流的讨论都是基于稳态的，很多条件都是不能满足的。比如，输出压是不能排除谐波成分的，各逆变器的输出阻抗不可能完全相等，各开关器件的工作负载、开关特性及死区时间等也不可能完全一致。因此除了前面分析的稳态环流以外，还要考虑到动态环流。动态环流的抑制同样可以通过加大并机电抗和减小电压矢量差来实现。在减少电压矢量差方面，上面所述的各种稳态下垂控制都不能满足要求，必须在特性方程中加入积分和微分的环节。

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