光伏發(fā)電為什么要進(jìn)行防逆流？怎么實(shí)現(xiàn)防逆流？

安科瑞 劉芳 咨詢家：acrel-js

光伏防逆流控制方案是為了確保光伏發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)過(guò)程中不會(huì)向電網(wǎng)反送電能，從而保護(hù)電網(wǎng)和光伏設(shè)備的安全。以下是幾種光伏防逆流控制方案：

速斷方案：通過(guò)在市電進(jìn)線處安裝防孤島/逆流一體化裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏或儲(chǔ)能情況。一旦發(fā)生孤島或逆流，及時(shí)切斷并網(wǎng)點(diǎn)斷路器，實(shí)現(xiàn)防孤島、防逆流目的。這種方案成本較小，改造簡(jiǎn)單，但可能導(dǎo)致部分光伏棄光或增加用戶用電成本。

柔性調(diào)節(jié)方案：同樣通過(guò)在市電進(jìn)線處安裝防孤島/逆流一體化裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏上網(wǎng)情況，并將監(jiān)測(cè)信號(hào)上傳給協(xié)調(diào)控制器。通過(guò)對(duì)逆流數(shù)據(jù)的邏輯計(jì)算對(duì)逆變器的輸出功率進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)無(wú)逆流情況。這種方案安裝方便，能夠柔性防逆流，可以盡可能利用光伏，但不能直接修改參數(shù)，配置不方便。

能量管理系統(tǒng)方案：通過(guò)在市電進(jìn)線處安裝孤島/逆流一體化裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏上網(wǎng)情況，并將監(jiān)測(cè)信號(hào)上傳給能量管理系統(tǒng)。能量管理系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)控制逆變器輸出，實(shí)現(xiàn)防逆流目的。這種方案能夠柔性防逆流，可以盡可能利用光伏，具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表、人機(jī)界面等功能，但系統(tǒng)配置較高。

防逆流控制器方案：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的電流流向和電壓變化，一旦發(fā)現(xiàn)有電流逆流的趨勢(shì)，立即采取措施，如切斷光伏板電源或關(guān)閉逆變器等，以防止電流逆流。這種方案可以在光伏發(fā)電系統(tǒng)中安裝防逆流控制箱，當(dāng)檢測(cè)到有電流逆流時(shí)，裝置會(huì)自動(dòng)切斷電流，防止光伏逆流對(duì)電網(wǎng)的影響

1基于切除光伏控制開(kāi)關(guān)和逆變器的方案

核心原理：以判斷電流方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)，當(dāng)檢測(cè)到光伏側(cè)電流流向電網(wǎng)時(shí)，即判斷為逆功率，此時(shí)防逆流保護(hù)裝置會(huì)向光伏側(cè)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)或逆變器發(fā)出跳閘指令，切除某一個(gè)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)或某一臺(tái)逆變器，并繼續(xù)判斷還有無(wú)逆功率情況發(fā)生，如有則繼續(xù)切除，直到?jīng)]有逆功率情況為止。當(dāng)用電負(fù)荷再次增大時(shí)，由于部分光伏發(fā)電功率已斷開(kāi)，裝置檢測(cè)電網(wǎng)側(cè)電流向負(fù)荷端流動(dòng)時(shí)，會(huì)判斷當(dāng)前光伏側(cè)發(fā)出的電不夠負(fù)荷用，此時(shí)裝置會(huì)自動(dòng)發(fā)出合閘命令。

2基于防逆流電表和逆變器的方案

1、系統(tǒng)組成：在入戶進(jìn)線側(cè)總線上安裝防逆流電表和CT互感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)母線上的功率、電流大小及方向。逆變器與防逆流電表通過(guò)通訊線連接。

2、工作原理：當(dāng)檢測(cè)到有電流流向電網(wǎng)時(shí)（即出現(xiàn)反向電流），防逆流電表通過(guò)通訊方式將逆流功率數(shù)據(jù)傳輸給逆變器。逆變器接收到指令后，迅速響應(yīng)，降低其輸出功率，確保光伏電站流向電網(wǎng)的電流始終接近于0，從而實(shí)現(xiàn)防逆流。

3、應(yīng)用場(chǎng)景：

單機(jī)單相防逆流系統(tǒng)：適用于只有戶用光伏場(chǎng)景，需要光伏并網(wǎng)逆變器、防逆流電表、電表和逆變器之間的通訊線等設(shè)備。

3.1單機(jī)三相防逆流系統(tǒng)：對(duì)于戶用小功率并網(wǎng)逆變器，可以直接選用直流防逆流電表；對(duì)于大功率并網(wǎng)逆變器，則需要借助CT互感器來(lái)檢測(cè)并網(wǎng)母線上的電流。

3.2多機(jī)防逆流系統(tǒng)：多臺(tái)逆變器通過(guò)通訊接口串聯(lián)，連接到數(shù)據(jù)采集器，適合于多機(jī)模式，功能更強(qiáng)大，容量更大。需要光伏逆變器（多臺(tái)）、防逆流箱（內(nèi)含數(shù)據(jù)采集器、防逆流電表和CT互感器）、RS485通信線等設(shè)備。

3防逆流電表

防逆流電表（如ADL400N - CT/D10逆變器防逆流電表）具有精度高、體積小、響應(yīng)速度快、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。其功能特點(diǎn)包括對(duì)電力參數(shù)進(jìn)行采樣計(jì)量和監(jiān)測(cè)的功能，能夠與逆變器或者能量管理系統(tǒng)（EMS）進(jìn)行通訊。根據(jù)實(shí)時(shí)功率及累計(jì)電能實(shí)現(xiàn)防逆流、調(diào)節(jié)發(fā)電量、電池充放電等功能，可雙向計(jì)量，實(shí)現(xiàn)戶用分布式光伏能量管理。

在這些系統(tǒng)中，通過(guò)電流監(jiān)測(cè)（安裝電流傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)電流的方向和大?。?，當(dāng)檢測(cè)到電流方向與預(yù)期的供電方向相反時(shí)（即存在逆流現(xiàn)象），控制器（可以是單獨(dú)的設(shè)備，也可以是集成在儲(chǔ)能PCS模塊中）接收來(lái)自電流傳感器的信號(hào)，并根據(jù)這些信號(hào)判斷是否存在逆流情況。如果檢測(cè)到逆流，控制器會(huì)發(fā)出控制信號(hào)，在某些系統(tǒng)中，逆變器會(huì)根據(jù)檢測(cè)到的電流信號(hào)降低輸出功率，直至反向輸出電流為零，從而實(shí)現(xiàn)防逆流功能；對(duì)于帶有儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置，當(dāng)檢測(cè)到有電流流向電網(wǎng)時(shí)，逆變器輸出減小，等到負(fù)載功率增大時(shí)再釋放，做到儲(chǔ)能變流器的輸出功率隨負(fù)載變化而變化

5防逆流電表的重要性

確保電網(wǎng)穩(wěn)定：在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，如果沒(méi)有防逆流裝置，當(dāng)用戶發(fā)電量大于用電量時(shí)，多余的電能可能會(huì)逆流回電網(wǎng)，這可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性造成影響。光伏防逆流電表通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并控制電流流向，能夠有效防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

保護(hù)設(shè)備安全：逆流電流可能會(huì)導(dǎo)致用戶端的電氣設(shè)備（如逆變器、變壓器等）過(guò)熱、損壞甚至引發(fā)火災(zāi)等安全事故。光伏防逆流電表的應(yīng)用可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并阻止逆流現(xiàn)象，從而保護(hù)這些設(shè)備的安全。

避免能源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失：對(duì)于用戶而言，電流逆流意味著能源的浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)上的損失。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，向電網(wǎng)輸送電能并不能獲得相應(yīng)的高額收益。防逆流技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制電流的流向和大小，一旦發(fā)現(xiàn)逆流趨勢(shì)，立即采取措施進(jìn)行調(diào)整和阻斷，從而避免了這些問(wèn)題的發(fā)生。

支持多種應(yīng)用場(chǎng)景：光伏防逆流電表不僅適用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，還廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能系統(tǒng)、微電網(wǎng)系統(tǒng)以及電動(dòng)汽車(chē)充電樁等領(lǐng)域。在這些場(chǎng)景中，它同樣能夠發(fā)揮重要的作用，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和管理。

6方案選擇建議

在選擇光伏防逆流控制方案時(shí)，需要考慮以下因素：

系統(tǒng)規(guī)模：根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模和容量，選擇合適的防逆流設(shè)備和方案。

應(yīng)用場(chǎng)景：根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，如戶用、商用或工業(yè)用等，選擇適合的防逆流解決方案。

成本效益：綜合考慮設(shè)備的成本、安裝費(fèi)用以及長(zhǎng)期運(yùn)行效益，選擇性價(jià)比高的方案。

技術(shù)可行性：確保所選方案在技術(shù)上是可行的，能夠滿足系統(tǒng)的防逆流要求。

審核編輯 黃宇