不惧严酷电网环境 MAX系列逆变器运行稳如泰山

俗话说：“真金不怕火炼”，一台过硬的逆变器需要通过严酷电网环境的考验，越是恶劣的环境，越能反映一台设备的性能。今天就带大家来看看MAX系列逆变器在小型工商业电站应用的一个实例：

该电站位于江苏省如皋市某钢材厂厂房屋顶，项目装机容量60kWp，采用了高效单晶300W组件共200片，20块组件1串，共10串，接入一台古瑞瓦特MAX 60KTL3 LV逆变器，这台逆变器拥有多达6路MPPT设计，具备组串监控，智能IV曲线扫描功能和强大的电网环境适应能力。

MAX 60KTL3-LV厂房现场安装案例图

MAX 60KTL3-LV地面电站图

经现场勘查，实际用电负载主要为航吊和电焊机及其他钢材加工设备，如下图所示：

航吊负载(左)与电焊机(右)

钢材厂现场作业图

正是因为用电负载特性造成了电网电能质量差，功率因数甚至下降到了0.657，为了改善功率因数，该钢厂投运了无功补偿装置，如下图所示

图5 无功补偿装置

经现场实际测试发现，当工厂设备启停尤其是无功补偿电容柜投切时，电网电压出现剧烈波动，远超出正常使用的电网幅值，如下图所示。

电网电压出现剧烈波动

这样的电网环境会对逆变器半导体器件造成极大的电压和电流应力冲击，如果保护功能响应不够快，保护措施不得当，极易造成逆变器频繁脱网或损坏，但MAX系列逆变器依然稳定运行，并且发电性能表现突出，60KW逆变器日发电量最高达367kWh，见下图发电数据监控。

图 发电监控数据

光伏逆变器向电网输送电能，电网质量的好坏也会对逆变器产生影响。在一些五金加工厂，有行车、电焊机、龙门铣床、电弧炉等大功率设备，设备开启动和关断之间，电能变化非常剧烈，电网来不及调整，电压短时间在320-480V之间变化，同时伴随大量的谐波和严重的EMC电磁干扰。

并网逆变器是一个电流源，根据电路阻抗的大小，逆变器的BUS母线电压会稍高于电网电压，当负载侧有特别大的感性负载启动时，电网电压拉得很低，这时候逆变器输出电流会急剧上升，导致IGBT的工作电流也会对应急剧上升，IGBT有过流损坏风险。

当负载侧有特别大的感性负载停止时，电网电压又会突然升高，甚至会超过逆变器的BUS母线电压，电网电流倒灌逆变器，造成IGBT有过压损坏风险。

EMC电磁干扰会对逆变器IGBT驱动电路造成影响，可能会引起IGBT开关次序错误，桥臂内发生直通，导致IGBT有短路损坏风险。

古瑞瓦特研发工程师针对严酷电网环境，在MAX 60-100K TL3-LV/MV系列逆变器软硬件设计上做出了较多创新：

MAX 60-80KTL3 LV/MV

1)采用专用的高速CPLD可编程逻辑器件用于信号处理，加上软件的高精度浮点运算和快速分析算法，保证了逆变器控制的响应速度远大于电网侧电流电压变化速度，使逆变器有足够的时间来处理紧急事件。

2)IGBT驱动有源钳位的方案中增加快速响应措施，使得IGBT驱动能够尽快动作。当短路发生时，平缓关断IGBT，保证电流变化速率在一定范围，避免IGBT过流。

3)采用高频无感电容和吸收回路等多重措施，防止IGBT过压。

4)采用可靠的磁耦合驱动隔离方案，抗干扰能力非常强。

在严酷的电网环境下运作，逆变器在自我保护的同时通过软硬件协同控制确保不脱网，电网电压恢复正常时可在几秒内追踪到最大功率点，安全性和发电量保障两不误。

文章作者：袁智民