1. Eingangsspannungs-Überspannungsschutz: Wenn die Eingangsspannung der DC-Seite höher ist als die maximal zulässige DC-Array-Zugangsspannung des netzgekoppelten Wechselrichters, kann der Wechselrichter nicht starten oder stoppt innerhalb von 0,1 s (im Betrieb) und ein Warnsignal wird gleichzeitig ausgegeben. Nachdem die DC-Seitenspannung wieder in den zulässigen Arbeitsbereich des Wechselrichters zurückgekehrt ist, sollte der Wechselrichter eingeschaltet werden und normal arbeiten.
2. Schutz gegen Verpolung am Eingang: Wenn der positive und der negative Eingang des Solarwechselrichters vertauscht angeschlossen sind, sollte der Wechselrichter sich automatisch schützen können. Bei korrekter Polung sollte das Gerät normal funktionieren.
3. Eingangsstrom-Überstromschutz: Nach der Reihenschaltung und Parallelschaltung der PV-Module wird jeder Strang an die DC-Seite des Solarwechselrichters angeschlossen. Nach der MPPT-Störung, wenn der Eingangsstrom höher ist als der vom Wechselrichter festgelegte maximal zulässige DC-Eingangsstrom, stoppt der Wechselrichter (im Betrieb) die MPPT-Störung und sendet ein Warnsignal. Sobald der DC-Seitenstrom wieder in den vom Solarwechselrichter erlaubten Betriebsbereich zurückkehrt, sollte der Wechselrichter starten und normal arbeiten können.
4. Ausgangs-Überstromschutz: Auf der AC-Ausgangsseite des netzgekoppelten Wechselrichters muss ein Überstromschutz eingerichtet sein. Bei Erkennung eines Kurzschlusses auf der Netzseite sollte der Wechselrichter innerhalb von 0,1 s die Stromversorgung des Netzes einstellen und ein Warnsignal ausgeben. Nach Beseitigung des Fehlers sollte der Wechselrichter normal arbeiten.
5. Ausgangs-Kurzschlussschutz: Bei einem Kurzschluss am Ausgang des Wechselrichters zum Netz müssen Kurzschlussschutzmaßnahmen ergriffen werden. Die Auslösezeit des Kurzschlussschutzes des Wechselrichters darf 0,5 s nicht überschreiten. Nach Beseitigung des Kurzschlussfehlers sollte das Gerät normal arbeiten.
6. AC/DC-Überspannungsschutz: Der netzgekoppelte Solarwechselrichter muss eine Blitzschutzfunktion besitzen, und die technischen Kennwerte der Blitzschutzeinrichtung müssen sicherstellen, dass die erwartete Stoßenergie absorbiert wird.
7. Inselvermeidungsschutz: Der netzgekoppelte Wechselrichter muss eine vollständige und zuverlässige Inselvermeidungsschutzfunktion haben. Der Wechselrichter verfügt in der Regel über passive oder aktive Erkennungsmethoden. Passiver Inselvermeidungsschutz: Erfasst in Echtzeit Amplitude, Frequenz und Phase der Netzspannung. Wenn das Netz stromlos ist, erzeugt dies Sprungsignale in den Parametern der Netzspannung (Amplitude, Frequenz, Phase), die erkannt werden, um festzustellen, ob das Netz stromlos ist. Aktiver Inselvermeidungsschutz: Erzeugt kleine Störsignale über den Wechselrichter, um zu beobachten, ob das Stromnetz beeinflusst wird, als Grundlage für die Beurteilung, z. B. Impulsstrominjektion, Leistungsschwankungserkennung, aktive Frequenzkompensation und gleitende Frequenzkompensation. Wenn das Netz unter Spannung steht, hat die Störung keinen Einfluss auf die Netzfrequenz. Bei stromlosem Netz verursacht die Störung eine große Änderung der Netzfrequenz, was die Netzlosigkeit bestimmt.
8. Ausgangs-Überspannungs-/Unterspannungsschutz, Überfrequenz-/Unterfrequenzschutz: Auf der AC-Ausgangsseite des netzgekoppelten Wechselrichters muss dieser in der Lage sein, Überspannungen/Unterspannungen, Überfrequenzen/Unterfrequenzen und andere Netzstörungen genau zu erkennen. Der netzgekoppelte Wechselrichter muss entsprechend der geforderten Zeit schützen. Beim Abschalten sollte ein Warnsignal ausgegeben werden. Wenn Spannung und Frequenz des Netzes wieder in den zulässigen Bereich zurückkehren, sollte der Wechselrichter normal starten können.
9. Interner Kurzschlussschutz: Bei einem Kurzschluss im Inneren des netzgekoppelten Wechselrichters muss der Schutz der elektronischen Schaltungen und Sicherungen schnell und zuverlässig erfolgen.
10. Überhitzungsschutz: Der netzgekoppelte Wechselrichter muss Überhitzungsschutzfunktionen besitzen, wie z. B. Alarm bei zu hoher Umgebungstemperatur (z. B. bei Brand), zu hohe Temperatur von Schlüsselkomponenten im Gerät (z. B. IGBT, Mosfet usw.).
11. Automatische Wiederherstellung des Netzanschlussschutzes: Nachdem der netzgekoppelte Wechselrichter aufgrund eines Netzausfalls die Stromversorgung eingestellt hat, sollte er in der Lage sein, 5 Minuten nachdem Netzspannung und Frequenz für 20 Sekunden wieder im normalen Bereich sind, automatisch die Einspeisung ins Netz wieder aufzunehmen. Die Ausgangsleistung sollte dabei langsam ansteigen, ohne das Netz zu beeinträchtigen.
12. Isolationswiderstandsüberwachung: Der netzgekoppelte Wechselrichter verfügt über eine vollständige Isolationswiderstandsüberwachung. Wenn ein Erdschluss an elektrischen Teilen des Geräts auftritt, sollte das Isolationsüberwachungssystem sofort den Fehlerstatus, Abschaltung und Alarm des Wechselrichters überwachen können. Der Wechselrichter berechnet den Erdungswiderstand von PV+ und PV– durch Messung der Erdungsspannung von PV+ und PV-. Wenn der Widerstand einer Seite unter dem Schwellenwert liegt, stoppt der Wechselrichter die Arbeit und zeigt den Alarm „niedriger PV-Isolationswiderstand“ an.
13. Überwachung und Schutz bei Fehlerstrom: Der Solar-Netzwechselrichter verfügt über eine umfassende Fehlerstromüberwachung. Während des Betriebs überwacht er den Fehlerstrom in Echtzeit. Wenn der gemessene Reststrom die folgenden Grenzwerte überschreitet, sollte der Wechselrichter innerhalb von 0,3 s vom Netz getrennt werden und ein Fehler signalisiert werden: Für Wechselrichter mit Nennleistung bis 30 kVA: 300 mA; Für Wechselrichter mit Nennleistung über 30 kVA: 10 mA/kVA.
14. Null- (Niedrig-) Spannungs-Überbrückungsfunktion: Wenn im Stromversorgungssystem ein Unfall oder eine Störung auftritt, die zu einem Spannungsabfall am Netzanschlusspunkt der PV-Anlage führt, kann die PV-Anlage innerhalb eines bestimmten Spannungsabfallbereichs und Zeitintervalls den Betrieb ohne Netztrennung aufrechterhalten. Diese Funktion wird vom Wechselrichter ausgeführt. Die Ursache des Spannungsabfalls ist, dass bei einem Kurzschluss in einem Zweig des Stromversorgungssystems der Strom stark ansteigt. In diesem Moment wirkt die Schutzeinrichtung des fehlerhaften Zweigs, um den Fehlerpunkt zu isolieren, wodurch die Spannung wieder ansteigt. Vom Fehlerentstehen bis zur Erkennung und Abschaltung vergeht eine gewisse Zeit, die zu einem plötzlichen Spannungsabfall in den Zweigen führt, was einen kurzzeitigen Spannungsabfall verursacht. Wenn die Solaranlage in diesem Moment sofort abgeschaltet wird, wird die Stabilität des Stromnetzes beeinträchtigt, und auch andere fehlerfreie Zweige werden abgeschaltet, was zu einem großflächigen Stromausfall führt. Daher muss der Solarwechselrichter für eine gewisse Zeit (innerhalb von 1 s) die Netzspannung überbrücken, bis diese sich erholt hat. Die Null- (Niedrig-) Spannungs-Überbrückungsfunktion ist für großflächige landgestützte Kraftwerke geeignet, bei denen die Netzspannung über 10 kV liegt und die Solarenergie ins Netz eingespeist wird, ohne direkt Lasten zu versorgen. In verteilten PV-Anlagen ist diese Funktion nicht erforderlich.
