光伏集中式逆变器维修（光伏逆变器故障分析）
本文目录一览：
光伏发电站的逆变器怎么设置
太阳能光伏发电并网系统中的并网逆变器设置方式分为：集中式、主从式、分布式和组串式。
1、集中式
集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵，在电气设计时，采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。
对于大型并网光伏系统，如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同，通常采用大型的集中式三相逆变器。
该方式的主要优点是：整体结构中使用光伏并网逆变器较少，安装施工较简单；使用的集中式逆变器功率大，效率较高，通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右，对于9.3MWp光伏发达系统而言，因为使用的逆变器台数较少，初始成本比较低；并网接入点较少，输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障，将造成大面积的太阳能光伏发电系统停用。
集中逆变一般用于大型光伏发电站（10kW）的系统中，很多并行的光伏电池组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。
最大特点是系统的功率高，成本低。但受光伏电池组串匹配和部分遮影的影响，导致整个光伏系统的效率不高。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏电池单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。
在SolarMax(索瑞·麦克)集中逆变器上，可以附加一个光伏电池阵列的接口箱，对每一串的光伏电池组串进行监控，如其中有一组光伏电池组串工作不正常，系统将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串光伏电池停止工作，从而不会因为一串光伏电池串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。
2、主从式
对于大型的光伏发电系统可采用主从结构，主从结构其实也是集中式的一种，该结构的主要特点是采用2～3个集中式逆变器，总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候，只有一个逆变器工作，以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率；在太阳辐射升高，太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时，另一台逆变器自动投入运行。
为了保证逆变器的运行时间均等，主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。主从式并网发电原理如图2所示。主从结构的初始成本会比较高，但可提高光伏发电系统逆变器运行时的效率，对于大型的光伏系统，效率的提高能够产生较大的经济效益。
3、分布式
分布式并网发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵，在电气设计时，可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电，大型的分布式系统主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。
分布式系统将相同朝向，倾角以及无阴影的光伏电池组件串成一串，由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵，安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒，降低成本；还可以对并网光伏发电系统进行分片的维修，减少维修时的发电损失。
分布式并网发电的主要缺点是：对于大中型的上百千瓦甚至兆瓦级的光伏发电系统，需要使用多台并网逆变器，初始的逆变器成本可能会比较高；因为使用的逆变器台数较多，逆变器的交流侧和公用电网的接入点也较多，需要在光伏发电系统的交流侧将逆变器的输出并行连接，对电网质量有一定影响。
4、组串式
光伏并网组串逆变器是将每个光伏电池组件与一个逆变器相连，同时每个光伏电池组件有一个单独的最大功率峰值跟踪，这样光伏电池组件与逆变器的配合更好。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器，组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（1kW～5kW）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏阀电厂使用组串逆变器，优点是不受光伏电池组串间差异和遮影的影响。
在组串间引入“主-从”概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏电池组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。
多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中，包含了不同的单独功率峰值跟踪DC/DC变换器，DC/DC变换器的输出通过一个普通的逆变器转换成交流电与电网并联。由于是在交流处并联，这就增加了交流侧的连线的复杂性，维护困难。
另需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流开关进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器（高频或低频），或允许使用无变压器式的逆变器。
光伏组串的不同额定值（如：不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等）、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串（如：东、南和西）、不同的倾角或遮影，都可以被连在一个共同的逆变器上，同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时，直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。
光伏逆变器常见故障
故障情况一：并网距离太远，导致电压抬高
并网逆变器到电网并网点距离太远，会导致逆变器交流端子侧的电压差增大，超过逆变器规定并网电压范围时，逆变器就会显示电网过压。另外，逆变器到并网点所使用的线缆太长、太细、出现缠绕或者材质不合规等情况，都会导致逆变器交流端电压差增大，因此线缆选择与合理布局使用就特别重要。
针对这种情况首先要排查并网距离是否过长，最好能选择就近并网的方案；其次检查线缆分布及线缆质量，选择合理布线方式及合格交流电缆。
故障情况二：多台逆变器集中一个接入点
国内光伏发电其实兴起时间并不长，供电局在选择逆变器并网时经验不是很多，而且有时候会显得不专业或者欠考虑。经常出现的情况就是，将多台单相逆变器接到同一相上，这样就很容易导致电网电压不平衡，而且电网电压抬高，自然造成并网电压过高。
这种情况相对比较好解决，需要考虑把项目并网容量分摊到电网三相上，选择多点并网即可。
逆变器坏了，该怎么去修理？
操作方法
01
逆变器分为两个大部分，主回路部分和控制回路部分，所以维修时两部分都要检查。第一步检测主回路部分。主回路分为整流、滤波、逆变三个部分，有些逆变器是直流供电的就没有整流部分。下图分享了逆变器的原理图，大家先熟悉一下再来讲解维修动作。先讲静态测试。
02
整流部分，没有的略过。整流民用都是单相交流输入，其原理可从上图得知就是4个二极管组成的全桥整流，只需根据二极管的单向导通性判断好坏即可！同时还要注意整流桥的绝缘耐压！下图是典型的单相全桥整流。用指针万用表分别测试四个二极管，正向导通，逆向不导通！否则就是坏掉了！最后测试绝缘耐压，根据耐压等级要求500V，绝缘电阻高于100M，泄露电流小于10ma！
03
限流电阻器抑制冲击电流的峰值。滤波电容器充电结束，电阻短路用继电器等即将电流抑制电阻器的两端短路，如下图所示，限流电阻坏了能用万用表电阻档测出来，这个坏了上电无任何反应。一般在几欧姆到几十欧姆之间。电阻没问题，确认一下继电器是否坏了或者触点烧连接了。
04
逆变部分主要由IGBT组成，单相电有4个IGBT，三相电有六个IGBT，本文以6个IGBT来说明。基本原理如下图。我们仍然是根据二极管单相导通性测试好坏。首先6组IGBT的静态阻值正反测电阻必须是一致的，否则异常的那一组肯定坏了！
05
以上是主回路静态测试，如果测出来是坏的，一定坏了，好的不一定是没问题的，后面要进行上电动态测试，接着我们讲控制部分电路的检测。如果主回路静态测试有问题将问题原件拆除，然后对控制线路目测，没有明显烧焦痕迹的可以送电测试！控制部分分为供电回路和IGBT驱动回路。供电回路检测是根据送点后，线路板的供电电压是否正常为标准，一般要有5V（单片机供电），正负15V（IC供电）.主要原件是PWM调制IC以及开关变压器。
06
控制回路驱动部分的测试需要用到示波器，送电后6相驱动部分要有驱动波形，正常波形电压如下图所示，6路波形必须一致，发现异常的这一路驱动元件最好全部更换。
07
整体动态测试，直接测试逆变器输出电压是否稳定，电压值是否正常即可！提醒大家的是维修逆变器最好用指针万用表！
光伏逆变器的维修注意事项有哪些
光伏发电系统安装并网后，难免不出现问题，出现问题后就要进行检查维修，奥太逆变器提醒您：
作为一个发电的载体，无论在任何维修操作时首先要断开逆变器与电网的电气连接，然后断开直流侧电气连接。为了确保逆变器内部没有残余电量，在断开后再等5分钟，待逆变器内部元器件放完电后，方可进行维修工作。
其次在维修操作时，先目视检查设备有无损坏或其它危险状况，这个一般可以通过肉眼可以直接看出来，当发现某处存在问题的时候进行维修时，应当遵守静电防护规范，佩戴防静电手环，注意查看各种的警告标示，还要注意逆变器热表面温度是否冷却，同时要避免身体和电路板间不必要的接触。笔者几位朋友就是从事逆变器服务的职业，他们时常前往项目现场，处理故障，有些时候由于没有注意到逆变器机身的温度，手时常会被烫伤。
最后，机器维修完毕后，要确保任何影响逆变器安全性能的故障已将解决，才能再次开启逆变器。
明白了光伏并网逆变器的维修规范，在日常维护维修过程中加以注意，这样才能避免隐患的发生。
