临的问题不仅是这些限制在各国存在差异,而且有的以额定电流百分比表示(如
0.5%),
有的以低至
20mA(英国标准)的绝对限值表示。所有情况下,都需要测量很大的交流电流
中的很小的直流电流,同时需要有最小的偏移和漂移。
另一个安全问题是对地漏电。无变压器的配置下,任何情况下太阳能电池板漏电容或人
体阻抗都有接地通路。需要采用剩余电流装置(
RCD)探测不安全的入地电流,或者再次
采用适当规格的电流传感器,把
RCD 功能嵌入逆变器设计。通过这种方法,系统能在标准
规定的公认的不同安全水平上(几
mA)(交流和直流)启动运行,同时承受太阳能电池
装置与附近地面间的电容产生的较强交流接地电流。
当今的太阳能逆变器布局需要基于电流传感器的紧凑、低成本和可靠的接地电流检测方
案。
LEM 据此特别设计了 CT 系列传感器。它们是额定范围为 100mA、200mA 和 400mA 的不
同电流装置,在额定电流下提供
5 伏的线性输出。在额定电流的 80%和 90%的条件下,响应
时间不超过
20 毫秒和 60 毫秒。采用高技术设计(
“磁通门”)是关键,要在低偏移或漂移的
条件下准确测量很小的直流或交流电流更是如此
;可测量直流和最高 18 千赫的交流电流。CT
产品可以安装在
PCB 上,尺寸小,重量轻,有供相线穿过的通孔。安装在 PCB 上的
CAS/CASR/CKSR 电流传感器采用相同的闭环磁通门技术;可对交流和直流电流进行隔离测
量,它们涵盖
6 到 50Arms 的额定范围,最高测量值为额定值的三倍,同时频率可达到 300
千赫(
+/-3dB)。按照最新的逆变器设计趋势的要求对它们进行了特别设计,改进了以下方
面的性能:共模干扰,温度漂移(偏移和增益
;根据型号的不同,最大零点温度漂移为 7 到
30ppm/K),响应时间(低于 0.3 微秒)、绝缘水平、+5 伏电源和紧凑尺寸。
为了与电网同步,需要特别控制逆变器的输出端。逆变器必须输出正弦交流电,因此要
尽量减小谐波,同时对电网一侧的电流变化做出快速反应。这里采用的传感器必须有很快的
反应时间和低零点漂移。减小温度变化造成的零点漂移也有助于减少对复杂的补偿运算法则
的需要。相反,在通过传感器监控
MPPT 的逆变器的直流输入端,电流的变相应少一些,从
而可以采用低成本的开环传感器。
没有接入电网的逆变器,例如备用系统的充电电池,不受国家电网,但是必须符合许
多相同的安全和效率要求。
光伏逆变器设计人员必须遵守的规格很可能变得更加严苛。例如,和限制直流电输入电
网一样,可能就逆变器输出电流的谐波总量的容许水平达成某种共识
;目前存在根据布局情
况设有多种本地限制。这要求在远高于
50 或 60 赫兹的电网频率下精确地测量电流。
莱姆等传感器制造商和光伏逆变器制造商之间的紧密协作,将为技术开发奠定基础。综
合运用这些技术,将在不断增长的太阳能产业取得真正的竞争优势和市场份额。