逆变器高压穿越特性曲线



逆变器，所说的正弦波是什么意思?

逆变器根据波形特性主要分为两类：正弦波逆变器和方波逆变器。其中，正弦波逆变器具有显著的优势。正弦波，作为频率单一的信号，其波形呈现数学上的正弦曲线，它代表着最纯净的电能形式。实际上，所有复杂的信号，如音乐，都可以看作是由众多不同频率和强度的正弦波组合而成。

正弦波逆变器的突出特点在于其输出的是高质量的正弦交流电，能与日常电网相媲美，甚至优于它，因为它避免了电网中常见的电磁污染问题。这种电能稳定性高，能够完美驱动各种类型的负载，包括精密电子设备和大型工业设备。

在应用上，正弦波逆变器在广泛的领域中得到广泛应用，如微机系统、通信设备、家用电器、航空、应急电源系统，甚至太阳能和风能发电等需要可靠备用电源的场合。作为应急电源系统的核心组件，它确保了在断电时的电力供应质量。

相比之下，方波逆变器的输出质量较差，对负载和逆变器本身的影响较大，因此在技术和成本上要求较高。然而，正弦波逆变器因其高效、低噪音、性能稳定和价格适中的特性，已经成为市场上最受欢迎的选择，能满足大部分日常用电需求。

逆变器输出端加电容有什么作用 阻低频的作用

逆变器输出端加电容的作用主要包括以下几点：

1. 通高频、阻低频的滤波作用

电容具有通高频、阻低频的特性。在逆变器输出端加入电容，可以滤除输出信号中的低频成分，使得输出波形更加平滑。这是因为逆变器输出的交流电往往不是平滑的曲线，而是带有许多高频和低频成分的折线。通过电容的滤波作用，可以有效地去除这些低频成分，提高输出电能的质量。

2. 防止高次谐波对电网或用电设备的危害

逆变器在工作过程中可能会产生高次谐波，这些谐波如果直接输出到电网或用电设备中，可能会对其造成损害或干扰。通过在输出端加入电容，可以使这些高次谐波流过电容，从而避免它们对电网或用电设备造成危害。

3. 短时间少量储存电能，提高系统稳定性

电容除了具有滤波作用外，还可以用来短时间少量储存电能。在逆变器输出端加入电容后，当逆变器输出的电能出现瞬时波动时，电容可以释放或吸收这部分电能，从而保持输出电能的稳定性。这对于提高整个电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

4. 改变电压和电流的相位差

电容在交流电路中还具有改变电压和电流相位差的作用。通过在逆变器输出端加入电容，可以调整输出电压和电流的相位关系，从而满足特定应用场景的需求。例如，在某些需要精确控制相位差的电力系统中，电容的这种作用就显得尤为重要。

综上所述，逆变器输出端加电容的作用主要体现在滤波、防止高次谐波危害、短时间储存电能以及改变相位差等方面。

低电压穿越标准（光伏、风电、储能）

低电压穿越（LVRT）功能是电力电子设备，如光伏并网逆变器、风力发电机组和储能变流器，必备的重要特性。这一功能确保在电网电压异常时，设备能持续运行，避免电网负担加重，提供必要的电能支持。本文将详细解析低电压穿越在光伏、风电、储能系统中的标准与要求。

光伏并网逆变器的低电压穿越标准（NB/T 32004-2013）规定，对于并入35 kV及以上电压等级电网的大型光伏电站，逆变器必须具备电网支撑能力，以避免在电网电压异常时脱离，防止电网电源波动。而对于并入10kV及以下电压等级电网的小型光伏系统，只需具备故障脱离功能即可。逆变器在交流侧电压跌至0时，能保证不间断并网运行0.15秒后电压恢复至标称电压的20%；在电压跌落持续0.625秒后，电压开始恢复，2秒内电压达到标称电压的90%时，逆变器能确保不间断并网。在故障清除后，逆变器有功功率应快速恢复，至少以10%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前值。同时，逆变器宜在低电压穿越过程中提供动态无功支撑。

风力发电机组的低电压穿越标准（GB/T 36995-2018）则关注了风电机组在不同电压状态下的运行要求。低电压穿越下，风电机组在并网点电压处于特定曲线范围时，必须不脱网连续运行。具体要求包括：有功功率的快速恢复，动态无功电流的注入以支撑电压恢复。在高电压穿越时，风电机组在电压升高和恢复正常时，有功功率波动应在一定范围内，且波动时间不超过80毫秒；电压升高期间，有功功率波动应保持在±5%额定功率范围内。动态无功电流应满足特定的响应时间和控制要求以支撑电压恢复。

储能变流器的低电压穿越标准（GB/T 34120-2017）规定了储能系统在电力系统故障时的运行策略。储能变流器在并网点电压全部位于特定电压轮廓线及以上的区域时，应保证不脱网连续运行；否则，允许其切出电网。具体要求包括储能变流器在电压跌至0时，能连续运行0.15秒；电压跌至特定阈值以下时，允许其切出电网。在故障清除后，储能变流器的有功功率应快速恢复，至少以30%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。此外，储能变流器在电压跌落时应实时跟踪并网点电压变化，注入动态无功电流以支撑电网。

通过这些标准的实施，电力系统能更稳定、可靠地运行，确保在各种电网电压异常情况下，光伏、风电、储能系统仍能提供必要的电能支持，减少对电网的冲击，提高电力系统的整体安全性和效率。

伏安特性分析是什么意思？

伏安特性分析是指对一个电子元件或电路的电流与电压之间关系的研究和分析。以下是关于伏安特性分析的几个要点：

定义与作用：

伏安特性也称电流电压特性曲线，描述了电子元件或电路在不同电压下的电流响应。

通过分析伏安特性，可以了解电子元件或电路的工作状态和特性，进而确定其最合适的工作条件。

分析方法：

伏安特性分析通常通过测量电子元件或电路在不同电压下的电流变化来进行。

这些测量数据可以用来绘制伏安特性曲线，从而直观地展示电流与电压之间的关系。

应用领域：

在电子电路领域中，伏安特性分析对于电路设计、调试和故障排除具有重要意义。

在大功率电子器件的设计和应用中，如逆变器、电池管理系统、驱动器控制器等，伏安特性分析尤为重要。

此外，伏安特性分析还被广泛用于材料研究、物理学、化学等科学领域中。

实例应用：

在太阳能电池的研究中，通过伏安特性测量可以分析太阳能电池的电流和电压，进而评估其性能和效率。

根据不同的应用环境，可以选择最合适的太阳能电池材料和结构。

综上所述，伏安特性分析是电子工程和科学研究中的一个重要工具，它提供了对电子元件或电路电流与电压关系的深入理解，有助于优化设计和提高系统的性能和可靠性。

逆变器输出端加电容有什么作用

逆变器输出端加电容的作用主要有以下几点：

输出滤波：电容能够通交流、阻直流，通高频、阻低频，这一特性使得它能够有效滤除逆变器输出中的高次谐波。这些高次谐波如果不被滤除，可能会对电网或用电设备造成危害，因此加电容可以提高输出电能的质量。

平滑输出波形：逆变器输出的交流电往往不是平滑的曲线，而是呈现为折线。通过在输出端加电容进行滤波，可以使输出的交流电波形变得更加平滑，更接近理想的正弦波，从而提高电能的使用效率。

储存电能：电容还具有短时间少量储存电能的能力，这可以在一定程度上缓解逆变器在输出电能时的瞬时波动，提高整个系统的稳定性。

综上所述，逆变器输出端加电容主要是为了滤波、平滑输出波形以及储存电能，从而提高电能质量和系统的稳定性。

科普：IGBT工作原理，主要参数，特性曲线，选型及其应用

1. IGBT，即绝缘栅双极型晶体管，是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件，结合了金氧半场效晶体管（MOSFET）的高输入阻抗和电力晶体管（GTR）的低导通压降优点。IGBT非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域，主要作用是将高压直流电转换为交流电，以及实现变频。

2. IGBT的工作原理简单来说：当栅极G为高电平时，NMOS导通，使PNP的CE也导通，电流从CE流过；当栅极G为低电平时，NMOS截止，PNP的CE也截止，没有电流流过。与MOSFET不同，IGBT内部没有寄生的反向二极管，因此在实际使用中，需要搭配适当的快恢复二极管。

3. IGBT具有多项优点，包括更高的电压和电流处理能力、极高的输入阻抗、使用低电压切换高电流的能力、电压控制装置、简单且便宜的栅极驱动电路、易于开启与关闭、极低的导通电阻、高电流密度、比双极型晶体管和MOSFET更高的功率增益、更高的开关速度、低控制电压切换高电流电平的能力、双极性质增强传导性以及安全可靠性等。不过，IGBT的开关速度低于MOSFET，不能处理AC波形，存在反向电压限制，成本也相对较高，且存在锁存问题。

4. IGBT的主要参数包括集电极-发射极额定电压（UCES）、栅极-发射极额定电压（UGE）、集电极额定电流（IC）和集电极-发射极饱和电压（UCE）。其中，UCES表示在截止状态下集电极与发射极之间能够承受的最大电压；UGE表示栅极与发射极之间允许施加的最大电压；IC表示饱和导通状态下允许通过的最大电流；UCE表示饱和导通状态下，集电极与发射极之间的电压降。

5. IGBT的静态特性曲线分为转移特性曲线和输出特性曲线。转移特性曲线表示IC与VGE的关系，当VGE≥VGE（th）时，IGBT表面形成沟道，器件导通。输出特性曲线表示IC与VCE的关系，曲线可分为非饱和区、饱和区和击穿区。

6. IGBT选型时需要考虑的主要因素包括电压、电流和开关参数。电压选择上，一般要求IGBT的额定电压高于直流母线电压的两倍。电流选择上，根据实际负载电流及过流保护要求选择合适的电流等级。开关参数选择上，应考虑变频器的开关频率及通态损耗，选择低通态型IGBT。此外，影响IGBT可靠性的因素包括栅电压、Miller效应等，设计IGBT驱动电路时需合理考虑。

7. IGBT在新能源汽车、智能电网和轨道交通等领域有广泛的应用。在新能源汽车中，IGBT用于电动控制系统、车载空调控制系统以及充电桩；在智能电网中，IGBT在发电端、输电端、变电端及用电端均有应用，如风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器，特高压直流输电中的FACTS柔性输电技术，电力电子变压器的关键器件，以及家用白电、微波炉、LED照明驱动等。

光伏逆变器的MPPT技术是什么？

光伏逆变器中的一项核心技术是MPPT技术，古瑞瓦特对此进行了详细解析。这项技术主要目的是优化光伏阵列的输出功率，确保在任何条件下都能获取最大功率，特别是在不同环境温度、光照强度等因素的影响下。MPPT技术通过实时监测和调整光伏阵列的工作状态，确保其始终处于最高效的工作区间。

为了实现这一目标，MPPT技术采用了多种方法。其中一种方法是通过动态调整光伏阵列的工作电压，使其与太阳能电池板的输出特性曲线相匹配，从而获得最大功率输出。此外，MPPT技术还能够根据环境条件的变化，如温度和光照强度，自动调整工作参数，以确保始终输出最大功率。这不仅提高了光伏发电系统的效率，还延长了系统的使用寿命。

MPPT技术的应用范围非常广泛，不仅限于光伏逆变器，还被广泛应用于其他可再生能源系统中，如风力发电和水力发电。在光伏系统中，MPPT技术可以显著提高系统的整体效率，减少能源浪费，降低运营成本。随着可再生能源技术的不断发展，MPPT技术的应用前景也将越来越广阔。

在实际应用中，MPPT技术还面临着一些挑战。例如，环境条件的复杂性和变化性可能导致系统性能下降。因此，研究人员正在不断探索新的方法和技术，以提高MPPT技术的性能和可靠性。通过优化算法和硬件设计，可以进一步提高系统的响应速度和准确性，确保在各种条件下都能实现最大功率输出。

综上所述，MPPT技术在光伏逆变器中发挥着重要作用，通过优化光伏阵列的输出功率，提高了光伏发电系统的效率和可靠性。随着技术的不断进步，MPPT技术将在更多领域得到广泛应用，为实现可持续能源目标做出更大贡献。

什么是逆变器高电压穿越测试？

逆变器高电压穿越测试是验证电网电压骤升故障时逆变器能否正常工作的测试项目。

一、测试背景与目的

在光伏发电站中，逆变器作为关键设备，需要能够应对各种电网异常状况。其中，电网电压骤升是一种常见的故障情况。为了确保逆变器在这种故障情况下能够正常工作，不脱网运行，并具备有功功率连续调节以及向电力系统注入无功电流的能力，需要进行高电压穿越测试。

二、测试要求

高电压穿越测试通常要求模拟电网电压骤升的过程，并验证逆变器在此过程中的工作状况。具体的测试要求可能因国家地区、厂家以及逆变器的具体型号而有所不同。但基本上，测试会要求设备提供高达130%-140%逆变器额定电压的可控输出。

例如，对于600V线电压（346V相电压）的逆变器，需要电网模拟器输出高达840V线电压（485V相电压）；对于800V线电压（461V相电压）的逆变器，需要电网模拟器输出高达1120V线电压（647V相电压）。同时，测试还会对电压骤升的持续时间以及后续电压的幅度进行规定，以确保逆变器能够在规定的条件下正常工作。

三、测试方法

实现逆变器的高电压穿越测试，通常需要使用电网模拟器来仿真电压骤升的过程。电网模拟器需要提供更高输出电压量程，以覆盖测试所需的电压范围。

例如，AMETEK加州仪器的MX/RS系列电源就提供了专门的超高压选件，可扩展输出电压至500Vrms、600Vrms乃至650Vrms、700Vrms相电压，充分覆盖不同客户的高电压穿越测试需求。这些超高压选件通过优选设计的变压器和精准调试的输出特性，确保了最大范围的输出阻抗匹配，从而最大限度避免震荡的发生。同时，电源内部的散热通道和过温保护电路也被重新设计，能够在相同的机台尺寸内提供如此高压且满功率的输出。

四、测试结果与评估

在完成高电压穿越测试后，需要对逆变器的工作状况进行评估。评估内容包括但不限于：逆变器是否脱网运行、有功功率是否连续调节、是否具备向电力系统注入无功电流的能力等。根据评估结果，可以判断逆变器是否满足高电压穿越的要求，并对其进行相应的优化和改进。

五、典型电压曲线包络

以下是典型的高电压穿越要求的电压曲线包络示意图：

从图中可以看出，在持续时间不长于0.5秒、电压幅度不高于130%额定值的情况下，以及后续持续时间不长于9.5秒、电压幅度不高于120%额定值的情况下，逆变器应当不脱网运行，并在此期间具备有功功率连续调节的能力以及具备向电力系统注入无功电流的能力。

六、总结

逆变器高电压穿越测试是确保逆变器在电网电压骤升故障时能够正常工作的关键测试项目。通过使用电网模拟器仿真电压骤升的过程，并评估逆变器的工作状况，可以判断逆变器是否满足高电压穿越的要求。这对于提高光伏发电站的稳定性和可靠性具有重要意义。

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