电能质量国家标准5三相电压不平衡标准
●
栏
目编辑
／
梁
学造
●
栏目编辑
／
梁学造
专家讲堂
Ｅｘｐｅｒｔｓ′Ｐｌａｔｆｏｒｍ
太阳能光伏发电技术（６）
负载Ｒ上便可得到频率为ｆ的交变电压
Ｕｒ，其波形如图１（ｂ）所示。该波形为一方
波，其周期Ｔ＝１／ｆ。
图１（ａ）电路中的开关Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４
实际是各种半导体开关器件的一种理想模型。逆变器电路中常用的功率开关器件有功率晶体管（ＧＴＲ）、功率场效应管（ＰＯＷＥＲＭＯＳＦＥＴ）、可关断晶闸管
光伏发电系统的逆变器
●中国科学院马胜红陆虎俞
Ｅ
（＋）
（ＧＴＯ）及快速晶闸管（ＳＣＲ）等。近年来又研制出功耗更低、开关速度更快的绝缘栅双极型晶体管（ＩＧＢＴ）。
１逆变器工作原理
逆变器与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为
Ｋ１
Ｋ２
Ｒ
Ｕ２
Ｕｒ
ｔ
交流电。这种对应于整流的逆向过程，称之为“逆变”。太阳电池在阳光照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系统电视机、电冰箱、电风扇等均有很大的局限性。例如：日光灯、
不能直接用直流电源供电，绝大多数动力机械也是如此。此外，当供电系统需要升高电压或降低电压时，交流系统只需加一个变压器即可，而在直流系统中升、降电压的技术就要复杂得多了。因此，除单纯直流负载用户外，在离网供电系统中大都需要配备逆变器。逆变器还具有自动调压或手动调压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。
逆变器的种类很多，各自的具体工作原理、工作过程不尽相同，但是最基本的逆变过程是相同的。下面以最简单的逆变电路———单相桥式逆变电路为例，具体说明逆变器的“逆变”过程。单相桥式逆变电路如图１（ａ）所示。输入直流电压为Ｅ，
Ｋ４
Ｋ３
（－）（ａ）
Ｔ
（ｂ）
图１单相桥式逆变电路
图１（ａ）所示电路是逆变器的逆变过程示意图。实际上要构成一台实用型逆变器，尚需增加许多重要的功能电路及辅助电路。输出为正弦波，并具有一定保护功能的逆变器电路原理框图如图２所示。其工作过程简述如下：由太阳电池方阵（或蓄电池）送来的直流电进入逆变器主回路，经逆变转换成交流方波，再经滤波器滤波成为正弦波电压，最后由变压器升压送至用电负载。
Ｒ代表逆变器的纯电阻性负载。当开关Ｋ１、Ｋ３接通时，电流流
过Ｋ１、Ｒ和Ｋ３时，负载上的电压极性是左正右负；当开关Ｋ１、
Ｋ３断开，Ｋ２、Ｋ４接通时，电流流过Ｋ２、Ｒ和Ｋ４，负载上的电压极
性反向。若两组开关Ｋ１－Ｋ３、Ｋ２－Ｋ４以频率ｆ交替切换工作时，
２逆变器类型
有关逆变器分类的方法很多，例如：根据逆变器输出交流
的分级可调节的平衡装置如图４所示。图中所列的两个方案的区别只是电抗器调节方式不同（分组投切或变换抽头）。这种方案的缺点是平衡装置的容量较大（超过负荷的功率），而且调节范围和精度均有限。
ＡＣ
＂
１
功功率补偿条件来确定。电容器的三相容量分配使负序电流得到补偿。一般情况下，可用两相容性元件接到不同的线电压上来实现。
ａｂｃ
Ｃｂｃ
Ｃａｂ
Ｃａｃ
Ｂ
Ｌ＂Ｌ＇ＬＲＨ
ＣＡＣ
＂１
ＢＣ
＇１
Ｃ
Ｃ１＇Ｃ１
●
栏目编辑
Ｃ１
ＲＨ
Ｌ
图５利用电容器的装置
图４分级可调节的平衡装置
诸如电弧炉等不对称的冲击负荷造成的电力系统三相电压的严重不平衡，应该用有快速响应特性的平衡化装置来解决。目前电力工程上常用具有分相补偿性能的静止型无功补偿装置，例如ＴＳＣ（ＴＳＦ）、ＴＣＲ和ＭＣＲ可以用于这类负荷的补偿。
／
梁
学造
若三相负荷不平衡，且功率因数较低，则可以用三相不同容量的电容器组作平衡装置，如图５所示。装置的总容量由无
４２
２００６／６