某光伏電站晶福源500KTL逆變器技改報告
所屬分類：工程案例 閱讀次數：1843 發布時間：2023-05-16
作者：桑吉宏
一、基本情況：
某光伏電站總裝機容量60MW，安裝110臺型號為sunforest-500KTL深圳晶福源逆變器，2019年初至今運行期間6臺逆變器發生故障無法修復，更換為同參數陽光電源逆變器。現有104臺深圳晶福源逆變器，6臺陽光電源逆變器。其中13臺深圳晶福源逆變器在低溫情況下兩側逆變器無法同時高負荷運行，實際運行功率在90--130kw之間。91臺晶福源逆變器出現不同程度的高溫降負荷運行現象，導致逆變器無法高負荷運行。主要原因為：深圳晶福源逆變器產品不成熟，設計不合理；IGBT驅動電壓不足(13V)，降低了逆變器輸出功率并引起發熱損耗；設備功率輸出部分因元器件參數選型不當引起雙逆變器并機自激跳閘；設備電子部件參數精度誤差較大，造成設備各項電氣數據差異，致交直流電壓、電流、功率、發電量等關鍵電氣參數測量數據誤差；設備無直流總快速熔斷器、電弧故障保護等安全保護裝置致頻繁火災；總之該產品質量存在重大缺陷。
二、設備存在的問題及技改方案：
設備存在的問題：
(1)逆變器輸出功率不足，頻繁報警，故障顯示過溫及頻率錯誤，波形變形嚴重，功率加大后諧波超標，功率元件損耗劇增，溫度升高，夏天則進一步惡化，設備不能滿載運行。
(2)設備空間、電氣結構設計錯誤；空間狹小，安全隱患嚴重。設備無電氣火災保護系統及直流電弧保護斷路裝置，特別是在驅動元件IGBT因過載損壞炸裂時無法切斷直流電弧，極易起火燃燒。
(3)原設備在夏季高溫季節風量不足，逆變器整體溫度50度，散熱效果不好，設備高溫報警限負荷。
技改方案：
(1)技術改造功率驅動電路，改善輸出波形質量，降低諧波分量減小功率元件發熱損耗，提高發電功率及效率。
(2)技術改造電弧故障煙感報警直流切斷電路，增加直流回路快速熔斷器及直流快速切斷保護裝置，雙重保護，確保電弧發生時即使電弧電流不足以燒斷熔斷器時也能可靠切斷直流回路，有效防止火災漫延。
(3)增加風機變頻調速設備，逆變器滿功率運行時風機按60hz運行(注：經實驗風機在60hz運行時電流、溫升等參數滿足正常運行要求，安全可靠)，風量增加20％，溫度顯著降低，排除設備高溫限負荷故障。
增加的設備及技改效果：
(1)更換IGBT驅動板；改善輸出波形質量，降低諧波分量減小功率元件發熱損耗，提高發電功率及效率。
(2)增加直流快速熔斷器；逆變器故障直流短路時快速切斷直流電路，避免故障進一步擴大。
(3)增加煙感直流切斷裝置；與直流快速熔斷器雙重保護，確保電弧發生時即使電弧電流不足以燒斷熔斷器時電弧煙霧也能使直流斷路器跳閘，可靠切斷直流回路，有效防止火災漫延。
(4)風機變頻調速設備；逆變器滿功率運行時風機按60hz運行，風量增加20％，溫度顯著降低，排除設備高溫限負荷故障。
逆變器技改部分部件功能如下：
三、技改實施：
逆變器技改分3期施工，技改內容為更換逆變器IGBT驅動板，加裝煙霧傳感器、快速熔斷器和風機調速變頻器。
2022年1月18日技改28-1 28-2共計2臺
2022年1月25日至2022年2月28日技改2-1、2-2、11-1、11-2、12-1、12-2、23-1、23-2、25-1、25-2、31-2共計11臺。
2022年6月對其余91臺深圳晶福源逆變器進行技術改造；以上共計104臺。
四、技改后運行結果
對技改過的104臺逆變器經過300多天的運行情況監視，驗證技改效果良好，達到技改目標:
(1)晶福源逆變器超溫告警目前已消除。
(2)低溫情況下兩側逆變器無法同時高負荷運行問題經2022年1月技改至2023年4月以來經過2個冬季驗證運行正常，運行功率在冬季由原先的90--130kw提升到430kw左右，技改效果顯著。
(3)逆變器滿功率運行無故障報警，無過載、過溫報警、頻率錯誤報警；電弧故障煙感報警直流切斷保護裝置及直流回路快速熔斷器運行正常；
(4)改造后逆變器在夏天高溫季節、冬季低溫期間都能夠滿功率運行，且運行正常。
五、部分晶福源逆變器運行功率比樣板逆變器低10--20KW，造成日發電量偏低100--150kwh，此問題經現場調查系部分光伏陣列光伏板安裝數量不足，與逆變器技改無關。
技改后逆變器運行結論：
經運行300天驗證，技改效果良好，達到技改目標。
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