在光伏系統(tǒng)中,能量的流動方向是光伏組件-逆變器-負(fù)載-電網(wǎng),而在電網(wǎng)系統(tǒng)中,能量的流動方向是電網(wǎng)-負(fù)載,與之不符,就是逆流。我們常說的光伏系統(tǒng)防逆流,其實包括兩個方面:一是如果直流系統(tǒng)出現(xiàn)短路或者接地等故障,防止別的組件電流倒流,引起事故;二是有些地方只允許光伏發(fā)電自發(fā)自用,防止電流流到電網(wǎng)。
一、直流端的防逆流
直流端的防逆流,主要采用防反二極管來實現(xiàn)。利用二極管的單向?qū)щ娦?,在每個組串的正極串聯(lián)一個防反二極管。主要作用是:防止因光伏組件正負(fù)極反接導(dǎo)致的電流反灌而燒毀光伏組件;防止光伏組件方陣各支路之間存在壓差而產(chǎn)生電流倒送,即環(huán)流;當(dāng)所在組串出現(xiàn)故障時,作為一個斷開點,與系統(tǒng)有效隔離,在保護(hù)故障組串的同時,為檢修提供方便。該功能主要用于集中式逆變器的光伏系統(tǒng)。組串式逆變器的光伏系統(tǒng),前端有MPPT升壓電路,功率開關(guān)管具有單向?qū)щ娦?,所以不需要配備防反二極管。
01.防止光伏組件正負(fù)極反接
由于建設(shè)過程中接線工作量較大,難免出現(xiàn)光伏組件串聯(lián)至匯流箱時正負(fù)極線混淆而接反。加裝防反二極管后,在正負(fù)極接反運行的情況下,將接反組串與系統(tǒng)隔離,起到很好的保護(hù)作用。
02.防止組串之間產(chǎn)生環(huán)流,提高發(fā)電效率
光伏組件故障或陰影遮蔽使該組串的輸出電壓低于其他組串,光伏組件干凈程度、散熱效果、損耗程度不同而存在一定電壓差。壓差會造成高電壓支路的電流,通過匯流箱內(nèi)的匯流排或匯流箱上級的匯流排,流向低電壓支路從而在組串內(nèi)部產(chǎn)生環(huán)流。環(huán)流時低電壓組串作為高電壓組串的負(fù)載,高電壓組串即降低電壓又損耗電能。當(dāng)高電壓組串電壓降低時,輸出功率、發(fā)電效率也降低。損失的電能會轉(zhuǎn)換成熱能使光伏組件溫度升高,光伏組件溫度升高不僅降低發(fā)電效率,還會加速熱斑效應(yīng)。防反二極管的存在,任何情況下均可將各組串隔離,防止互相干擾。因此,組串間環(huán)流和發(fā)電效率降低的情況可有效避免。
03.檢修方便
當(dāng)組串出現(xiàn)故障時,防反二極管可將故障組串與系統(tǒng)隔離,不但保護(hù)故障組串,還防止有故障的組串對別的正常組串產(chǎn)生干擾,防止故障范圍擴(kuò)大。在不影響其他設(shè)備正常運行的情況下進(jìn)行檢修,減小停電范圍,提高系統(tǒng)發(fā)電效率。對于無人值守或少人值守的電站,其故障響應(yīng)時間長,組串帶病工作的時間長,防反二極管起到很好的保護(hù)作用。
二、交流端的防逆流
交流端的防逆流,主要由并網(wǎng)點的電流檢測裝置和逆變器來實現(xiàn)。在電力系統(tǒng)中,一般都是由配電變壓器向電網(wǎng)內(nèi)各負(fù)載送電,稱為正向電流。安裝光伏電站后,當(dāng)光伏系統(tǒng)功率大于本地負(fù)荷的功率時,消納不完的電力要送入電網(wǎng),由于電流方向和常規(guī)不一樣,所以叫逆流。目前有些地方的電力部門只允許光伏系統(tǒng)并入市電電網(wǎng),但不允許剩余電力通過配電變壓器向大電網(wǎng)饋電。防逆流裝置正是為了解決這類問題而產(chǎn)生。
目前有兩種防逆流方案,一種是單機(jī)防逆流方案,一臺逆變器配一個雙向數(shù)字電表,逆變器和電表通過485接口通信,雙向電表安裝在并網(wǎng)點,當(dāng)逆變器檢測到電表有電流流向電網(wǎng)的,立即改變工作模式,從MPPT最大功率跟蹤工作模式轉(zhuǎn)到控制輸出功率工作模式,逆變器的輸出功率近等于負(fù)載功率。這種方式適合于并網(wǎng)點電流在100A以下的單機(jī)模式,接線簡單,成本低,方便可靠,要求逆變器有485接口。如果光伏安裝的地方負(fù)載多,并網(wǎng)點電流大于100A,就需要配套電流互感器。
如果逆變器超過1臺,建議使用多機(jī)防逆流方案,如下圖所示,多臺逆變器通過485接口串聯(lián),連接到數(shù)據(jù)采集器,電流互感器檢測每一相電流,信號傳送到電表,再連接到數(shù)據(jù)采集器,再通過路由器,連接到以太網(wǎng)。通過遠(yuǎn)程操作,設(shè)置服務(wù)器地址和防逆流參數(shù)。這種方式適合于多機(jī)模式,接線和調(diào)試比較復(fù)雜,但功能更強大,容量更大,要求逆變器有485接口,安裝現(xiàn)場有以太網(wǎng)。
三、常見問題
安裝防逆流系統(tǒng)后,常見問題:
01.逆變器報111故障
該故障的原因是逆變器設(shè)置了防逆流功率,但是逆變器和防逆流裝置通訊線沒有連接上。只要連接好,故障便會消除。
02.逆變器輸出功率變小
這是初裝者最容易犯的錯誤,原因:一是電流檢測裝置位置不對,防逆流系統(tǒng),要求光伏系統(tǒng)先進(jìn)入客戶的負(fù)載,再進(jìn)入防逆流電表或者電流互感器,這要求防逆流電表或者電流互感器盡量靠近電網(wǎng)側(cè)的電表,如果逆變器的電先進(jìn)入防逆流電表,再進(jìn)入負(fù)載,就會導(dǎo)致逆變器輸出功率變小。二是負(fù)載還未完全啟動。