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组件 156：变流器（Power Converter）

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规格

管道连接
1	功率进口
2	功率出口
3	功率损失

通用     用户输入值     应用物理公式     参考     显示     示例

 

通用

组件156（功率转换器）用于模拟将直流电（DC）变为交流电（AC）的功率转换器，或将交流电转换为直流电的功率整流器。在实践中，该转换可以通过电子电路或利用旋转的机械设备来完成。在模拟模型中，电子线路的热损失和驱动旋转设备的必要轴功率都是以相对于进口功率的转换效率来表示。

对于光伏逆变器的模拟，可以使用美国桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories, USA） （SAND2007-5036）开发的光伏并网逆变器的性能模型。对于这个性能模型，大量的数据集已经在组件 156 的默认值库中运用实施。

 

用户输入值

FMODE	设置计算模式的标志 设计/非设计  如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0:  全局 =1:  本地非设计（即总是非设计模式，即使在全局进行设计计算） =-1: 本地设计（即总是设计模式，即使在全局进行了非设计计算）
FEFF	效率模型规格的方法 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 使用 FEFF 和曲线 CEFF =1: 使用 SANDIA 性能模型 (SAND2007-5036)
FVOLT	出口电压规格的方法 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 由规格值 VOLT 定义 =1: 由外部设置
U2	出口电压
FFREQ	指定出口频率的方法 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 使用规格值 FREQ =1: 外部给定的电力出口频率
FREQ	出口频率
NPHAS	设置出口电流类型的标志  如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 直流电 =1: 一相交流电 =3: 三相交流电 （注：组件进口处的电流类型是通过电力进口管道上的组件 1 /组件 33 指定的）
EFF	效率
FEFFOD	部分负荷的计算方法 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 恒定设计效率 EFFN =1: 使用修正曲线 CEFF （Q1/Q1N）
SMODEL	变流器模型名称
VAC	交流电压输出
PACO	最大额定交流功率
PDCO	达到额定交流功率的直流功率水平
VDCO	达到额定交流功率的直流电压水平
PSO	启动逆变过程所需的直流电力（自耗）
C0	定义参考运行条件下交流功率和直流功率之间关系的曲率（抛物线）参数，默认值为零，给出线性关系（1 / W）
C1	经验系数，允许 PDCO 随直流电压输入线性变化，默认值为零（1 / V）
C2	经验系数，允许 PSO 随直流电压输入线性变化，默认值为零，（1 / V）
C3	经验系数，允许 C0 随直流电压输入线性变化，默认值为零，（1 / V）
PNT	夜间消耗的交流电（夜间皮重）(W)，以使电路维持感应光伏阵列所需的电压。
VDCMAX	最大直流电压
IDCMAX	最大直流电流
MPPTLOW	最大功率点电压下限
MPPTHIGH	最大功率点电压上限
Q1N	标称进口功率
EFFN	标称效率

结果值

RLOAD	计算的负荷
REFF	计算的效率
QLOSS	计算的损耗
QAPP	计算的视在出口功率
QREAL	计算的出口功率
QREACT	计算的无功出口功率
COSPHI2	出口功率系数

物理应用

设计计算

在简单效率模型的设计模式下，用户必须指定

对于输入变压器的电流，如下

在简单效率模型的设计模式下，用户必须用参数 EFF 来指定转换效率。由此产生的出口功率 Q2 将被计算为 Q2 = Q1 * EFF，如果逻辑线被连接到端口 3，各自的损失将被写入值 Q（能量流）。连接到变流器出口端口 2 的电力管道电流类型、电压和频率将根据用户的指定来进行设置。

SANDIA 光伏逆变器性能模型（选择效率模型 FEFF = 1）可以用一组参数来描述特定光伏逆变器类型的性能特征。由于这些数据来自于商业上可用的光伏逆变器实验，因此表征固定的设计。如果从默认值库中为特定的逆变器类型选择了预先配置的数据集，PDCO 的相应值（达到交流额定功率的直流功率水平）将被用于标称进口功率 Q1N，而设计点效率 EFFN 将从比率 PACO / PDCO 中得出。

简单模型的非设计性能

根据方法标志 FEFFOD 的设置，非设计计算将使用设计效率（ FEFFOD = 0：恒定设计效率 EFFN），或者效率乘以一个修正系数，该系数取决于设计情况下的瞬时进口功率与进口功率的比率，该比率在CEFF特性曲线中定义。 在这种情况下，出口功率的结果为 Q2 = Q1 * EFFN * CEFF（Q1 / Q1N）。

使用 SANDIA 光伏逆变器性能模型的非设计性能

SANDIA 光伏并网逆变器性能模型（SAND2007-5036）描述了逆变器的交流功率输出（PAC）与直流进口功率（PDC）的函数关系，其设定公式如下：

 

    PAC = [(PACO/(A - B)) - C * (A - B)] * (PDC - B) + C * (PDC - B)^2

 

系数 A、B 和 C 根据直流输入电压（VDC）和特定型号参数之间的线性关系计算。特定型号参数包括对直流电压，额定交流功率电压以及额定直流电压下自我消耗的描述。

   A = PDCO * [1 + C1 * (VDC - VDCO)]

   B = PSO* [1 + C2 * (VDC - VDCO)]

   C = C0* [1 + C3 * (VDC - VDCO)]

各个参数和系数的显示与组件 156 中使用的变量名称相同，见用户输入值一节。此外，光伏逆变器的数据集可包括最大直流功率和直流电压的运行限值，如果存在的话，在计算中会检查最大功率点的直流电压范围。作为参考，逆变器在夜间为维持感应光伏阵列电路电压而消耗的交流电被列出，但在计算中不主动使用。

特征曲线

特征线 1 (CEFF):  电力效率

特征线 1:  电力效率

X-轴            1          Q1/Q1N                                   第一点                         2          Q1/Q1N                                   第二点                         .                         N         Q1/Q1N                                    最后一点      Y-轴            1        电力效率 EFF/EFFN (CEFF)          第一点                         2         电力效率 EFF/EFFN (CEFF)          第二点                         .                         N        电力效率 EFF/EFFN (CEFF)          最后一点

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组件显示

显示选项 1

示例

点击 >> 组件 156 示例 << 加载示例。