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專家支招:如何抑制分布式光伏系統(tǒng)的電磁干擾
發(fā)布時(shí)間:2015-03-09 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】隨著環(huán)境污染的加大及傳統(tǒng)能源的日益緊缺,改善能源結(jié)構(gòu)與發(fā)展可再生新能源,提高電能的質(zhì)量已經(jīng)成為我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略性措施。近年來太陽能發(fā)電以其資源豐富、無污染、建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)引起了人們的廣發(fā)關(guān)注。由于太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)中使用了大量的電力電子器件,使系統(tǒng)的電磁兼容性問題突顯出來,成為工程及科研人員關(guān)注的焦點(diǎn),隨著并網(wǎng)系統(tǒng)的增加影響其兼容性變得更加重要。
光伏發(fā)電系統(tǒng)的電磁兼容要求
國家能源局2013年3月發(fā)布的光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器技術(shù)規(guī)范(NB/T 32004),規(guī)定了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所使用逆變器的技術(shù)要求及試驗(yàn)方法。對(duì)于電磁兼容(EMC)要求,標(biāo)準(zhǔn)作了詳細(xì)規(guī)定,要求如下。
對(duì)于大型電站式光伏發(fā)電系統(tǒng),多數(shù)位于遠(yuǎn)離使用端的偏遠(yuǎn)地區(qū),可劃分為A類環(huán)境,其傳導(dǎo)發(fā)射及輻射發(fā)射要求可按A類設(shè)備規(guī)定的限值執(zhí)行;對(duì)于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),一般建于民宅及工廠屋頂,直接與公用電網(wǎng)連接,可劃分為B類環(huán)境,電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)按B類設(shè)備要求執(zhí)行。
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)
分布式光伏工程又稱屋頂工程,通常將發(fā)電系統(tǒng)放在屋頂。發(fā)電系統(tǒng)與用戶距離很近,系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾、音頻噪音、電能質(zhì)量等問題很容易影響用戶。這就對(duì)系統(tǒng)本身相對(duì)于集中式光伏系統(tǒng)提出了更高的要求,比如在電磁兼容、在安全隔離、在噪音的控制等方面。尤其是在比較重要的場合,比如政府機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院等單位,上述方面的要求就更加苛刻。
因此,在分布式光伏系統(tǒng)中,通常要配置更高規(guī)格的EMC濾波器及隔離變壓器。針對(duì)上述需求,上海鷹峰電子科技有限公司提供了多種解決方案,以滿足客戶的不同需求。包括常規(guī)EMC濾波器,定制高性能EMC濾波器,超級(jí)隔離三相立體卷鐵心變壓器等。不同產(chǎn)品特點(diǎn)如下:
電磁干擾抑制方案應(yīng)用對(duì)比
1、對(duì)于500KW光伏逆變器應(yīng)用于電站式發(fā)電系統(tǒng)(如圖A所示),常規(guī)應(yīng)配置直流EMC濾波器、交流EMC濾波器、三相變壓器。三者共同作用,可將傳導(dǎo)噪聲抑制在A類1組標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以下。
2、對(duì)于500KW光伏逆變器應(yīng)用于屋頂發(fā)電系統(tǒng),要求噪聲水平達(dá)到B類水平,此時(shí)可針對(duì)特定逆變器進(jìn)行EMC濾波器定制設(shè)計(jì)(如圖B所示),并進(jìn)行現(xiàn)場測試。
3、對(duì)于更高要求的場合,如政府機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院等單位,可使用超隔離三相立體卷鐵心變壓器,此時(shí)無須安裝直流和交流EMC濾波器(如圖C所示)。該型產(chǎn)品對(duì)于電磁噪音的抑制效果最好,一般噪聲衰減量均能達(dá)到100dB以上。同時(shí)損耗小,音頻噪音更低,安全可靠,符合目前國家保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗的產(chǎn)業(yè)政策。如下為超級(jí)隔離三相立體卷鐵心變壓器的詳細(xì)特點(diǎn)。
超級(jí)隔離三相立體卷鐵心變壓器介紹
超級(jí)隔離三相立體卷鐵心變壓器采用獨(dú)特的鐵心和線圈結(jié)構(gòu)。鐵心采用立體卷鐵心,三相鐵心呈三角形對(duì)稱布置。與普通平面型三相變壓器比較,有如下特點(diǎn):
1、三相磁路相同,每相鐵心均用不同寬度的硅鋼連續(xù)卷繞,磁路中無空氣隙??蛰d電流得到極大減小,約減少70%至80%;
2、鐵心沒有接縫,大大減小了空載損耗和空載電流,鐵心總損耗約降低20%至30%;
3、鐵心磁路方向與硅鋼片最大磁導(dǎo)率方向一致,使空載損耗得到進(jìn)一步降低;
4、纏繞緊密,故噪音約低7至10dB;
5、鐵心截面更接近于省材的圓形,疊片系數(shù)高,鐵心的空間利用率高,同時(shí)線圈材料也相應(yīng)減少;
6、由于變壓器總損耗低,所以考慮綜合變電成本的總成本較低;
7、另外,這種結(jié)構(gòu)的變壓器鐵心中三次諧波磁通有閉合通路、三次諧波含量??;
8、原副邊之間用銅箔屏蔽,線圈間電容很小,漏磁影響??;
9、原邊對(duì)地和副邊對(duì)地電容很大,將高頻電流分量分流,使用戶端得到比較干凈的基波電流。
總體說來,超級(jí)隔離變壓器雖然單個(gè)產(chǎn)品成本高,一期設(shè)備投資大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積稍大,但是三相電流電壓平衡,噪音低,損耗小,空載電流低,抗電磁干擾性能高,同時(shí)可省掉逆變器標(biāo)配的交流和直流EMC濾波器,綜合成本不會(huì)提高多少,性能卻有明顯優(yōu)勢,是分布式光伏系統(tǒng)中隔離變壓器升級(jí)換代的良好選擇。
光伏發(fā)電的快速發(fā)展及并網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟,將會(huì)有大規(guī)模的分布式發(fā)電系統(tǒng)掛接到電網(wǎng),這些分布式發(fā)電系統(tǒng)的并入將會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響及大功率逆變系統(tǒng)的電磁兼容問題等,對(duì)這些問題的研究也將會(huì)成為電磁兼容領(lǐng)域的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
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