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編者按：一文了解 逆變器的主要技術(shù)性能指標(biāo)。

逆變器的主要技術(shù)性能指標(biāo)有：

①額定輸出電壓。在規(guī)定的直流輸入電壓允許波動(dòng)范圍內(nèi)，輸出額定電流時(shí)，逆變器應(yīng)輸出的額定電壓值。逆變器的輸出電壓穩(wěn)定度表征逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓能力，多數(shù)逆變器產(chǎn)品給出的是在輸入直流電壓允許波動(dòng)范圍內(nèi)該逆變器輸出電壓的偏差百分?jǐn)?shù)，通常稱為電壓調(diào)整率。對輸出額定電壓值的穩(wěn)定精度有如下規(guī)定：

·在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，電壓波動(dòng)范圍應(yīng)有一個(gè)限定，電壓波動(dòng)范圍：單相220V±5%，三相380±5%。

·高性能的逆變器應(yīng)同時(shí)給出當(dāng)負(fù)載由0％～100％變化時(shí)，該逆變器輸出電壓的偏差百分?jǐn)?shù)，通常稱為負(fù)載調(diào)整率。性能良好的逆變器的電壓調(diào)整率應(yīng)≤±3％，負(fù)載調(diào)整率應(yīng)≤±6％。

·在10%的非對稱負(fù)載下，固定頻率的三相逆變器輸出電壓的非對稱性應(yīng)≤10%。輸出電壓的不對稱度在正常工作條件下，各相負(fù)載對稱，輸出電壓的不對稱度應(yīng)≤5%。在正常工作條件下，逆變器輸出的三相電壓不平衡度（逆序分量對正序分量之比）應(yīng)不超過一個(gè)規(guī)定值，一般以％表示，如5％或8％。

·在離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中均以蓄電池為儲(chǔ)能設(shè)備，然后經(jīng)過逆變器逆變成220V或380V的交流電。但是蓄電池受自身充放電的影響，其輸出電壓的變化范圍較大，當(dāng)標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池處于浮充電狀態(tài)時(shí)，端電壓可達(dá)13.5V，短時(shí)間過充狀態(tài)可達(dá)15V。蓄電池帶負(fù)荷放電終止時(shí)端電壓可降至10.5V或更低。蓄電池端電壓的起伏可達(dá)標(biāo)稱電壓的30％左右。這就要求逆變器具有較好的調(diào)壓性能，才能保證太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)以穩(wěn)定的交流電壓供電。對于一個(gè)合格的逆變器，輸入端電壓在這個(gè)范圍內(nèi)變化時(shí)，其穩(wěn)態(tài)輸出電壓的變化量應(yīng)不超過額定值的±5％，同時(shí)當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)，其輸出電壓偏差不應(yīng)超過額定值的±10％。

·輸出電壓的波形失真度及最大諧波含量。當(dāng)逆變器輸出電壓為正弦波時(shí)，應(yīng)規(guī)定允許的最大波形失真度（或諧波含量）。通常以輸出電壓的總波形失真度表示，其值不應(yīng)超過5％。正弦波逆變器，在阻性負(fù)載下，輸出電壓的最大諧波含量應(yīng)≤10%。由于逆變器輸出的高次諧波電流會(huì)在感性負(fù)載上產(chǎn)生渦流等附加損耗，如果逆變器波形失真度過大，會(huì)導(dǎo)致負(fù)載部件嚴(yán)重發(fā)熱，不利于電氣設(shè)備的安全，并且嚴(yán)重影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

②額定輸出頻率。在規(guī)定的條件下逆變器輸出交流電壓的頻率應(yīng)是一個(gè)相對穩(wěn)定的值，通常為工頻50Hz。正常工作條件下其偏差應(yīng)在±1％以內(nèi)。我國的交流負(fù)載是在50Hz的頻率下進(jìn)行工作的。而高質(zhì)量的設(shè)備需要精確的頻率，因?yàn)轭l率偏差會(huì)引起用電設(shè)備的性能下降。

③負(fù)載功率因數(shù)表征逆變器帶感性負(fù)載或容性負(fù)載的能力，在正弦波條件下，負(fù)載功率因數(shù)為0.7～0.9(滯后)，額定值為0.9。逆變器產(chǎn)生的電流與電壓間的相位差的余弦值即為功率因數(shù)，對于電阻型負(fù)載，功率因數(shù)為1，但對電感型負(fù)載（戶用系統(tǒng)中常用負(fù)載）功率因數(shù)會(huì)下降，有時(shí)可能低于0.5。功率因數(shù)由負(fù)載確定而不是由逆變器確定。在負(fù)載功率一定的情況下，如果逆變器的功率因數(shù)較低，則所需逆變器的容量就要增大，一方面造成成本增加，同時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)交流回路的視在功率增大，回路電流增大，損耗必然增加，系統(tǒng)效率也會(huì)降低。

④額定輸出電流（或額定輸出容量）。在規(guī)定的輸出頻率和負(fù)載功率因數(shù)下，逆變器應(yīng)輸出的額定電流值。有些逆變器產(chǎn)品給出的是額定輸出容量，其單位以VA或kVA表示。逆變器的額定容量是當(dāng)輸出功率因數(shù)為1（即純阻性負(fù)載）時(shí)，額定輸出電壓與額定輸出電流的乘積。

⑤逆變器的效率是指在規(guī)定的工作條件下，其輸出功率與輸入功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示，逆變器的效率會(huì)因負(fù)載的不同而有很大變化。逆變器的效率值表征自身功率損耗的大小，通常以百分?jǐn)?shù)表示。10kW級的通用型逆變器實(shí)際效率只有70％～80％，將其用于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)將帶來總發(fā)電量20％～30％的電能損耗。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)專用逆變器，在設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意減少自身功率損耗，提高整機(jī)效率。這是提高太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的一項(xiàng)重要措施。在整機(jī)效率方面對太陽能光伏發(fā)電專用逆變器的要求是：千瓦級以下逆變器額定負(fù)荷效率≥80％～85％，低負(fù)荷效率≥65％～75％；10kW級逆變器額定負(fù)荷效率≥85％～90％，低負(fù)荷效率≥70％～80％。容量較大的逆變器還應(yīng)給出滿負(fù)荷效率值和低負(fù)荷效率值。逆變器效率的高低對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)提高有效發(fā)電量和降低發(fā)電成本有著重要影響。

⑥保護(hù)功能。一款性能優(yōu)良的逆變器，應(yīng)具備完備的保護(hù)功能或措施，以應(yīng)對在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)的各種異常情況，使逆變器本身及系統(tǒng)其他部件免受損傷。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，因負(fù)載故障、人員誤操作及外界干擾等原因而引起的供電系統(tǒng)過流或短路。逆變器對外部電路的過電流及短路現(xiàn)象最為敏感，是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。因此，逆變器應(yīng)設(shè)置：過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過電流保護(hù)、短路保護(hù)、防雷保護(hù)和過溫保護(hù)等。

·電壓保護(hù)：逆變器輸入端若為蓄電池組，蓄電池在過充電時(shí)逆變器的直流輸入電壓就會(huì)超過標(biāo)稱值，如，一個(gè)12V的蓄電池在過充電以后，電壓可能會(huì)達(dá)到16V或者更高，這時(shí)就有可能損壞后級的逆變器。所以控制蓄電池的充電狀態(tài)是十分必要的，逆變器須有檢測輸入電壓及過壓保護(hù)電路，當(dāng)電壓高于設(shè)定值時(shí)，保護(hù)電路會(huì)將逆變器斷開。對于沒有電壓穩(wěn)定措施的逆變器，應(yīng)有輸出過電壓的防護(hù)措施，以使負(fù)載免受輸出過電壓的損害。當(dāng)輸入端電壓低于額定電壓的85％時(shí)，逆變器應(yīng)有保護(hù)和顯示。當(dāng)輸入端電壓高于額定電壓的130％時(shí)，逆變器應(yīng)有保護(hù)和顯示。

·過電流保護(hù)：逆變器的過電流保護(hù)電路應(yīng)在負(fù)載發(fā)生短路或電流超過允許值時(shí)及時(shí)動(dòng)作，使其免受浪涌電流的損傷。當(dāng)工作電流超過額定的150％時(shí)，逆變器應(yīng)能自動(dòng)保護(hù)。

·短路保護(hù)：逆變器短路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不超過0.5s。

·輸入反接保護(hù)：當(dāng)輸入端正、負(fù)極接反時(shí)，逆變器應(yīng)有防護(hù)功能和顯示。

·防雷保護(hù)：逆變器應(yīng)有防雷保護(hù)。

·過溫保護(hù)。另外，對無電壓穩(wěn)定措施的逆變器，逆變器還應(yīng)有輸出過電壓防護(hù)措施，以使負(fù)載免受過電壓的損害。

⑦啟動(dòng)特性。它表征逆變器帶負(fù)載啟動(dòng)的能力和動(dòng)態(tài)工作時(shí)的性能，逆變器應(yīng)保證在額定負(fù)載下可靠啟動(dòng)。高性能的逆變器可做到連續(xù)多次滿負(fù)載啟動(dòng)而不損壞功率器件。小型逆變器為了自身安全，有時(shí)采用軟啟動(dòng)或限流啟動(dòng)。在正常工作條件下，逆變器在滿載負(fù)載和空載運(yùn)行條件下，應(yīng)能連續(xù)5次正常啟動(dòng)。

⑧噪聲。逆變器中的電子開關(guān)、變壓器、濾波電感、電磁開關(guān)及風(fēng)扇等部件均會(huì)產(chǎn)生噪聲。逆變器正常運(yùn)行時(shí)，其噪聲應(yīng)不超過65dB。不經(jīng)常操作、監(jiān)視和維護(hù)的逆變器，應(yīng)≤95db；經(jīng)常操作、監(jiān)視和維護(hù)的逆變器，應(yīng)≤80db。

⑨使用環(huán)境條件：逆變器正常使用條件：海拔高度不超過1000m，空氣溫度0～+40℃。

⑩干擾與抗干擾：逆變器應(yīng)在規(guī)定的正常工作條件下，能承受一般環(huán)境下的電磁干擾。逆變器的抗干擾性能和電磁兼容性應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

⑾顯示。逆變器應(yīng)設(shè)有交流輸出電壓、輸出電流和輸出頻率等參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示，并有輸入帶電、通電和故障狀態(tài)的信號顯示。

原標(biāo)題：光伏逆變器設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用講座