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"逆变器必须可与电网管理进行全面集成,从而实现电网运营商发出指令后,在紧急情况下启动临时短期电能缩减功能。"
从集成电网的保护方面来看,应该明确设定相关要求,对于在电网出现故障时,是否保持发电装置与其之间的连接、何时调整发电装置以适应故障电网运行要求等问题进行管理。同时,系统控制也需集成卓越的通信控制功能。智能逆变器应具备协调电压控制、无功功率平衡、频率控制的有源功率限制以及存储动力需求等因素之间关系的能力。
此外,智能逆变器还应具备如电压调节、谐波的过滤/补偿和备用电源等多功能特点。光伏逆变器还应该在区域电力存储与电网之间起到接口作用。在这种情况下,光伏逆变器就必须得具备可整合至电网管理的能力,以按需提供能量、进行削峰/调峰,以及提高电网供电安全系数及配套服务和电网存储能力。此外,作为电网管理必不可少的组成部分之一,逆变器必须可与电网管理进行全面集成,从而实现电网运营商通过远程控制发出指令后,在紧急情况下启动临时短期电能削减功能。
逆变器在光伏产业内的发展与渗透将对安装设备与电网运营的整合提出进一步要求。在这一问题上,光伏逆变器将成为实现电网与光伏发电进一步结合过程中的关键因素。而为了实现这一目标而提出的新标准将需要逆变器在很多方面实现技术创新。其中一些创新将有助于整个产业在若干领域内表现突出,包括:提供系统服务、为电网提供支持、以大幅提高光伏发电量在电网中所占比例为目的的电网管理集成等。
微型逆变器
另一个值得关注的概念是近期市场所引入的微型逆变器概念,即适用于单一典型电池板的小型逆变器,而这毫无疑问地成为光伏逆变器未来的发展重点。微型逆变器这一理念最早在上个世纪七十年代被提出,随后在九十年代生产出了相关产品。对于微型逆变器这一理念来说,其主要的劣势在于其成本问题:由于每个电池板均需重复组串型逆变器的繁琐程序,因此,其分销成本和净成本均十分昂贵。
微型逆变器十分适用于规模在1KWp或以下的小型光伏系统。在一些使用组串型逆变器的大型光伏系统中,每个组件的遮挡效应和由此造成的整个系统能效低的情况可通过为这些组件加装并运行单独的组件逆变器而得到改善。
但是,"真正的"微型逆变器并不是指其型号较小,或者其额定功率较低,而是指逆变器能够控制单个电池板,并具备在电池板及其周围进行安装的安装方式。小型组串型逆变器和大型逆变器均可同时控制多块电池板,并可在远离电池板的地方进行安装,通常是安装在室内。
微型逆变器可在电池板背面直接生成与电网相匹配的电能。阵列中的电池板通常是以平行方式连接起来,然后接入电网。这种方式的一个主要好处就是单独一个电池板或逆变器的故障并不会波及到整个组串,并使其发生离线状况。凭借较低的功耗和热负荷,以及优化后的平均故障间隔时间(MTBF),使用了微型逆变器的系统的总体阵列可靠性相较于使用了组串型逆变器的系统有着较大幅度的提高。
越来越多的微型逆变器品牌活跃于市场之中,其中一些产品的名称也逐渐为人所熟知,如Accurate太阳能、DirectGrid、Enecsys、EnPhaseEnergy、GreenRay太阳能、Larankelo、OKE、Petra太阳能和SolarBridge等。此外,整个产业还将在不久的将来引入一项新的行业标准,即IEC62109-4标准:光伏电源系统内功率转换器的使用安全标准(第四部分)--集成电子器件在光伏组件上使用的特殊要求。
结论
综上所述,将一些相关指导方针涵盖在修订后的标准中是十分重要的一件事。这些标准包括:对启动/关闭引起的能耗损失的估算;功率因数;在非正常运转模式下的性能;直流电流的注入;实际使用时MPPT的性能;总体性能测量(能源等级);有功功率控制;无功功率控制;对谐波及其过滤的限制,以及低压穿透(LVRT)能力等。同时,标准的制定也应充分考虑到关于电磁兼容性(EMC)的问题。目前,业内普遍希望,未来任何国际性标准的制定都能充分融合上述问题,以赋予其应有的价值。
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