【導(dǎo)讀】在“2030碳達(dá)峰、2060碳中和”大背景下,傳統(tǒng)電網(wǎng)正在發(fā)生重大的變革——從傳統(tǒng)的火電、水電、核電等大型電站集中發(fā)電,逐漸向風(fēng)電、光伏等綠色能源轉(zhuǎn)變;光伏屋頂、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等分布式能源也是風(fēng)生水起。這樣,交流供電方式呈現(xiàn)出了多元化,越來越多逆變電源為傳統(tǒng)的交流電器供電。
傳統(tǒng)的交流的來自火電、水電、核電等發(fā)電設(shè)備,其工作原理是通過外來動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),不斷的切割磁場形成交替的電壓,呈現(xiàn)非常理想的正弦波,再通過電網(wǎng)送入千家萬戶。
然而,太陽能電池,儲(chǔ)能電池、甚至燃料電池輸出的是直流電壓,必須通過逆變裝置才能并入電網(wǎng)或者給大部分家電等電器使用。
逆變電路廣泛應(yīng)用于交流電機(jī)調(diào)速變頻器、UPS不間斷電源、光伏系統(tǒng)、電池儲(chǔ)能裝置等場合,把直流電變成交流電。下圖為橋式逆變電路,通過控制開關(guān)狀態(tài)調(diào)整輸出電壓Uo——當(dāng)T1、T4打開而T2、T3關(guān)合時(shí),u0=Vd;相反,當(dāng)T1、T4關(guān)合而T2、T3打開時(shí),u0=-Vd,當(dāng)橋臂的開關(guān)以頻率 f輪番通斷時(shí),輸出電壓Vo即可獲得交變的方波(sinwt+1/3 sin3wt+1/5 sin5wt+...),再通過整流電路和濾波電路獲得正弦波(基波)。
與傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)較為理想的正弦波不同,逆變電源輸出的電壓波形往往都會(huì)疊加不同程度的諧波成分,如下圖為疊加3至39次諧波后的輸出波形。
以下為更多疊加諧波次數(shù)、幅值、相位等的波形,具體輸出波形取決于逆變電源的性能。
這種逆變器的交流供電方式,帶來的負(fù)面問題,是有可能造成傳統(tǒng)交流電器的工作異常,甚至損壞!為了解決這個(gè)問題,我們需要對交流電器在各種逆變器供電的場景下,對其可靠性和冗余度進(jìn)行驗(yàn)證。其有效的手段,就是利用高性能的程控交流電源,來模擬逆變器的各種輸出場景,為被測的交流電器進(jìn)行供電。
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