分布式光伏发电建设中的逆变器及其选型

摘要:分布式光伏发电系统中逆变器起着将直流电逆变为负载所需的交流电的重要作用。从不同使用场合介绍了三种逆变器,并将三种逆变器的优缺点进行了比较,以及在电站建设中应从逆变器的安装环境、逆变器的可靠性、逆变器的效率、逆变器的附加服务与保险等方面来考虑。

关键词:分布式光伏发电系统逆变器选型。

分布式发电[1],是指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户端自发自用为主、多余电量上网,且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。

分布式光伏发电系统由太阳电池组件、逆变器等组成。逆变器在光伏发电系统应用中处于核心地位,它的首要任务是将由太阳能电池板接收太阳光后转化出来的直流电转化为家庭和工业能够使用的交流电[2]。只要需要将直流转变为交流的地方都需要逆变器。

1 光伏逆变器的分类

有关逆变器分类的方法很多[3],例如:根据逆变器输出交流电压的相数,可分为单相逆变器和三相逆变器;根据逆变器使用的半导体器件类型不同,又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等。根据逆变器线路原理的不同,还可分为自激振荡型逆变器、

光伏逆变器行业现状及发展趋势前景

一、光伏逆变器产业链结构分析图表光伏发电用逆变器产业链结构资料来源：产研智库一、上游原材料逆变器企业主要外购产品包括各种电子元器件、结构件、电气元器件、电线电缆等。逆变器的主功率元件的选择至关重要，使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管（BJT），功率场效应管（MOSFET），绝缘栅晶体管（IGBT）和可关断晶闸管（GTO）等，在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET，在大容量系统中一般均采用IGBT模块，而在高压特大容量（1000KVA以上）系统中，一般均采用IGCT、GTO等作为功率元件。图表光伏发电用逆变器主要原料资料来源：产研智库二、下游需求领域图表光伏发电逆变器国内主要应用领域

资料来源：产研智库三、产业链各环节传导机制光伏逆变器上游为电力电子元器件、微电子芯片、集成电路、电力电容器、电抗器、变压器、机柜、机箱壳体制造等行业。该行业与上游行业的关联性较低，上游行业的影响主要体现在本行业采购成本。逆变器行业与下游行业的发展密切相关，下游行业对本行业的发展具有较大的牵引和驱动作用，国家光伏项目建设与投资是决定本行业未来需求的重要部分，其需求变化直接决定了本行业未来的发展状况。二、国外光伏逆变器市场格局光伏逆变器的主要厂商分布在光伏安装的主要区域，包括德国、中国、美国等地。2015年，全球逆变器的主要产能集中在德国、中国、美国，其中SMA、阳光电源、华为占据前三位。国外厂商逆变器项目经验丰富，产品质量高，成本也相对较高。国内自主研发的光伏逆变器，成本较低、售后服务效率更高。从地域来看，预计未来新增光伏逆变器需求将主要来自美国、日本和中国等新兴市场国家。 2015年全球逆变器市场格局在领先厂商之间日趋巩固。全球逆变器需求在2015年上涨了33%，排名前10的光伏逆变器厂商市场份额提高到了75%，产业集中度不断提高，全球光伏逆变器出货量达2010年以来的最高值。德国SMA继续保持其2015年全球最大光伏逆变器供应商的地位，但在出货量上继续损失市场份额。虽然SMA仍然在光伏逆变器收入上处于全球领导者地位，但其从逆变器出货排行榜流失的全球需求已转向中国。2015年出货量前十名厂商中有四个是中国企业，其中华为出货量领先。SMA业绩提升的主要得益于美国和其他快速增长的公用事业规模市场，该公司还更新了其逆变器产品组合，表示其在住宅、商业和公用事业规模市场都有竞争力产品推出。图表2015全球10大光伏逆变器厂商出货量排名

光伏并网逆变器选型细则

并网逆变器选型细则并网逆变器就是将太阳能直流电转换为可接入交流市电得设备,就是太阳能光伏发电站不可缺少得重要组成部分。以下对光伏电站设计过程中并网逆变器及其选型做比较详细得介绍与分析。 1. 并网逆变器在光伏电站中得作用光伏发电系统根据其应用模式一般可分为独立发电系统、并网发电系统以及混合系统,而并网发电系统得基本特点就就是太阳电池组件产生得直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求得交流电之后直接接入公共电网。 1、1 并网光伏电站得基本结构 1、2 并网逆变器功作用与功能并网逆变器就是电力、电子、自动控制、计算机及半导体等多种技术相互渗透与有机结合得综合体现,它就是光伏并网发电系统中不可缺少得关键部分。并网逆变器得主要功能就是: ◆最大功率跟踪 ◆DCAC转换 ◆频率、相位追踪 ◆相关保护 2. 并网逆变器分类并网逆变器按其电路拓扑结构可以分为变压器型与无变压器型逆变器,其中变压器型又分为高频变压器型与低频变压器型。变压器型与无变压器型逆变器得主要区别在于安全性与效率两个方面。以下对三种类型逆变器做简单介绍: ◆高频变压器型采用DCACDCAC得电路结构,设计较为复杂,采用较多得功率开关器件,因此损耗较大。 ◆低频变压器型采用DCACAC得电路结构,电路简单,采用普通工频变压器,具有较好得电气安全性,但效率较低。 ◆无变压器型采用DCAC得电路结构,无电气隔离,电压范围较窄,但就是损耗小、效率高。

3. 并网逆变器主要技术指标 a、使用环境条件逆变器正常使用条件:包括工作温度、工作湿度以及逆变器得冷却方式等相关指标。 b、直流输入最大电流 c、直流输入最大电压 d、直流输入MPP电压范围逆变器对太阳能电池部分进行最大功率追踪(MPPT)得电压范围,一般小于逆变器允许得最大直流输入电压,设计电池组件得输出电压应当在MPP电压范围之内。 e、直流输入最大功率大于逆变器得额定输出功率,即通常所说得“逆变器功率”。为了充分利用逆变器得容量,设计接入并网逆变器得电池组件得标称功率可以等于直流侧输入最大功率。 f、最大输入路数指逆变器直流侧可接入得直流回路数目。 g、额定输出电压在规定得输入条件下,逆变器应输出得电压值。电压波动范围一般应:单相220V±5%,三相380±5%。 h、额定输出功率在规定得输出频率与负载功率因数下,逆变器应输出得额定电流值。 i、额定输出频率在并网系统中,额定输出频率要对应所并入得电网频率,而且当电网得频率与相位有微小波动时,逆变器输出得交流电应自动追踪电网得频率与相位。当检测到电网频率波动过大,逆变器将自动切离电网。我国得市电频率为50Hz,并网逆变器频率波动范围一般在±3%以内。 j、最大谐波含量正弦波逆变器,在阻性负载下,输出电压得最大谐波含量应≤10%。 k、过载能力在规定得条件下,在较短时间内,逆变器输出超过额定电流值得能力。逆变器

光伏逆变电源系统的设计(1)

0 引言随着能源消费的增长、日益恶化的生态环境和人类环保意识的提高，世界各国都在积极寻找一种可持续发展且无污染的新能源。太阳能作为一种高效无污染的绿色新能源，一种未来常规能源的替代品，尤其受到人们的重视。太阳能的直接应用主要有光热转换、光电转换和光化学转换三种形式，光电转换（即光伏技术）是最有发展前途的一种。 1 系统的工作原理及其电路设计光伏系统的总体框图如图1所示。图1 系统的总体框图由图1可知，整个系统包含充电和逆变两个主要环节。太阳电池是本系统赖以工作的基础，它的效率直接决定系统的效率。 1.1 充电控制部分 1.1.1 太阳电池的工作特性太阳电池作为光伏系统的基础，其工作特性，包括工作电压和电流与日照、太阳电池温度等有着密切的关系，图2、图3分别给出了太阳电池温度在25℃时，工作电压、电流和日照的关系曲线及太阳电池的输出功率和日照（S）、U之间的曲线。从图2可以看出，曲线上任一点处的功率为P=UI，其值除和U、I有关外，还与日照（S）、太阳电池温度等有关。由图3进一步可知，由于太阳电池的工作效率等于输出功率与投射到太阳电池面积上的功率之比，为了提高本系统的工作效率，必须尽可能地使太阳电池工作在最大功率点处，这样就可以以功率尽可能小的太阳电池获得最多的功率输出。在图2和图3中，A、B、C、D、E点分别对应不同日照时的最大功率点。

图2 工作电压、电流和日照关系曲线图3 输出功率和日照关系曲线 1.1.2 太阳电池的最大功率点跟踪（MPPT）由图1可知，系统首先采用太阳电池阵列对蓄电池进行充电，以化学能的形式将太阳能储存在蓄电池中。在这个过程中，通常采用自寻最优控制方式使太阳电池在最大功率点处工作。整个控制过程可以分解成两个阶段进行： 1）确定出太阳电池工作在最大功率点时的输出电压值Uref； 2）改变太阳电池对蓄电池的充电电流使太阳电池的输出电压稳定在Uref。这两个阶段是由控制电路通过检测太阳电池的输出电压和电流，采用逐次比较法来实现的。 1.2 逆变器设计 1.2.1 逆变电路设计正弦波逆变环节采用单相全桥电路，用IGBT作逆变电路的功率器件。IGBT 是电压控制型器件，它集功率MOSFET和双极型晶体管的优点于一体，具有驱动电路简单、电压和电流容量大、工作频率高、开关损耗低、安全工作区大、工作可

关于光伏逆变器选型,分析得太透彻了!

关于光伏逆变器选型，分析得太透彻了！前言：光伏逆变器是光伏发电系统两大主要部件之一，光伏逆变器的核心任务是跟踪光伏阵列的最大输出功率，并将其能量以最小的变换损耗、最佳的电能质量馈入电网。由于逆变器是串联在光伏方阵和电网之间，逆变器的选择将成为光伏电站能否长期可靠运行并实现预期回报的关键，本文提出了“因地制宜，科学设计”——即根据光伏电站装机规模、所处环境和电网接入要求，合理选择逆变器类型。 1. 光伏电站分类及电站特点按照光伏电站安装环境的不同，光伏电站一般分为荒漠电站、屋顶电站和山丘电站三种。荒漠电站：利用广阔平坦的荒漠地面资源开发的光伏电站。该类型电站规模大，一般大于5MW；电站逆变输出经过升压后直接馈入110kV、330kV或者更高电压等级的高压输电网；所处环境地势平坦，光伏组件朝向一致，无遮挡。该类电站是我国光伏电站的主力，主要集中在西部地区。山丘电站：利用山地、丘陵等资源开发的光伏电站。该类电站规模大小不一，从几MW到上百MW不等；发电以并入高压输电网为主；受地形影响，多有组件朝向不一致或早晚遮挡问题。这类电站主要应用于山区，矿山以及大量不能种植的荒地。屋顶电站：利用厂房、公共建筑、住宅等屋顶资源开发的光伏电站。该类型电站规模受有效屋顶面积限制，装机规模一般在几千瓦到几十兆瓦；电站发电鼓励就地消纳，直接馈入低压配电网或35kV及以下中高压电网；组件朝向、倾角及阴影遮挡情况多样化。该类电站是当前分布式光伏应用的主要形式，主要集中在我国中东部和南方地区。 2. 逆变器分类及特点光伏逆变器根据其功率等级、内部电路结构及应用场合不同，一般可分为集中型逆变器、组串型逆变器和微型逆变器三种类型。集中型逆变器：主要特点是单机功率大、最大功率跟踪（MPPT）数量少、每瓦成本低。按照逆变器主电路结构，集中型逆变器又可以分为以下两种类型：

平价上网光伏电站逆变器选型研究陈小康

平价上网光伏电站逆变器选型研究陈小康摘要：光伏电站近年来发展迅猛，平价上网成为光伏电站发展方向。优化光伏电站逆变器设备选型，提高逆变器输入输出电压，可以显著降低光伏电站造价，为平价上网创造条件。关键词：光伏电站；平价上网；逆变器选型优化 1、概述随着光伏产业技术进步和产业升级加快，光伏电站建设成本显著降低，光伏电站已基本具备无补贴平价上网的条件。为加快实现光伏电站平价上网，在光伏电站设计中优化逆变器选型，降低建设成本是非常必要的。 2、光伏电站建设成本分析光伏电站建设成本一般由设备购置及安装费用、建筑工程费用、其他费用等四部分构成，其中设备及安装工程费在项目建设成本中比例最高，接近70%，特别是逆变器设备在光伏电站设备投资中占比较大。 3、光伏电站逆变器选型优化 3.1 光伏电站逆变器选型常用方案逆变器作为光伏发电系统中将直流电转换为交流电的关键设备之一，其选型对于发电系统的转换效率和可靠性具有重要作用。逆变器的选型主要考虑以下技术指标：MPPT数量；转换效率；直流输入电压范围；最大功率点跟踪；输出电流谐波含量、功率因数；低电压耐受能力；可靠性和可恢复性；保护功能等。现阶段光伏电站逆变器配置方案主要有两种：组串式逆变器方案、集中式逆变器方案。 1）组串式逆变器组串式逆变器基于模块化概念设计，将单路光伏组串连接至逆变器直流输入端，将直流电转换为交流电输出。一般直流输入电压800~1000V，交流输出电压550~690V。组串式逆变器常见的输出功率为50kW~100kW，一般具有3～6路MPPT，逆变器转换效率通常＞99%，中国效率＞98.3%。具有高效发电、安全可靠等特点。 2）集中式逆变器集中式逆变器是多路光伏组串经过汇流后连接到逆变器直流输入端，集中完成将直流电转换为交流电输出。一般直流输入电压800~1000V，交流输出电压 550~690V。集中式逆变器通常见的输出功率为500kW~1250kW，一般具有1～2路MPPT，转换效率通常＞99%，中国效率＞98.2%。具有控制方便、交流侧安全稳定性高、可靠性高等特点。 3.2 逆变器设备优化方案逆变器设备作为光伏电站主要设备，对于光伏电站的造价影响有两方面： 1）逆变器的直流输入电压，交流输出电压决定了光伏系统的主要设备、电缆的选型。更高电压的光伏系统可以降低电缆截面、减少电缆长度、提高组件的组串长度，减少建设成本。 2）逆变器的直流输入电压，交流输出电压决定了逆变器设备单台容量的大小，逆变器的单台容量越大，设备的单瓦造价越低；同时系统效率更高，可以显著提高光伏电站发电量。

分布式选择逆变器这五点很重要!

分布式选择逆变器这五点很重要！ 1月13日由索比光伏网主办，光伏家承办的第五届家用光伏系统推广会（石家庄站）完美落下帷幕。来自各地的光伏同行共聚一堂，共同商讨分布式光伏发展。古瑞瓦特产品经理袁智民受邀参加此次会议，并同与会者分享了分布式光伏系统逆变器如何选型的问题。图：古瑞瓦特产品经理袁智民袁智民指出：“随着光伏市场的发展与改革的推进，分布式光伏市场发展的越来越好。以前说起分布式，都认为是屋顶分布式，比如户用和工商业屋顶。但是现在讲的分布式也包括地面分布式如荒地、荒山、鱼塘和大棚等类型。那么，逆变器的选型显得尤为关键，在分布式光伏系统选择逆变器时需要注意这五点，匹配场景、高效发电、安全可靠、电网友好、智能运维。” 分布式光伏选择逆变器的五要素■第一，从分布式光伏的应用场景出发来匹配逆变器，因地制宜选择合适的逆变器才能发挥最大的作用。逆变器机型如何选择？单相还是三相？这些都取决于屋顶的情况，家庭屋顶或者庭院，装机容量小，一般选择单相或三相并网的组串式逆变器，屋顶面积过大时选择三相的逆变器；工商业屋顶，复杂的山地和大棚项目，针对朝向不规则，易发生局部遮挡情况，装机容量较大，低

压或中压多种并网电压的场景，一般选择三相组串式逆变器；对于西北地区的大型地面和荒漠电站来说，建议使用集中箱式逆变器。 ■第二，选择逆变器其中比较关键的因素就是高效发电。要实现光伏电站高效发电，一个指标是逆变器的转换效率，平时经常看到的逆变器有最大效率和加权效率两个概念。这个两个概念有什么区别？最大效率，就是逆变器在最好的情况下的最佳表现。加权效率，是逆变器的综合表现。逆变器能够实现高效发电是综合体现，这样看来，加权效率更具有制造意义。另外一个关键指标是MPPT效率，有动态和静态两个战略。就目前来说，静态MPPT效率的算法没有多大问题大部分厂家都能够达到。关键是动态MPPT效率，在逆变器实际的工作环境中光照、温度等条件是不断变化的。逆变器转换效率和MPPT效率这两个指标，会影响逆变器的发电量，可延长发电时间，从而提高发电量。 ■第三，分布式光伏系统因为离用户侧距离近，安全可靠成为选择逆变器的重要因素。业主和开发商希望电站能能够可靠安全运行25年。1.实现组串监控，能够对每一个组串进行精细化的监控，及时发现线路故障、组件故障、遮挡等问题，减少故障定位时间。2.逆变器有防护功能，要能够防火灾，如，彩钢瓦屋顶和山地场景易发生火灾；能够防雷击，如，

光伏逆变器的原理和选型技巧

光伏逆变器的原理和选型技巧一、工作原理及特点：工作原理：逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。特点：（1）要求具有较高的效率。由于目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度的利用太阳能电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。（2）要求具有较高的可靠性。目前光伏电站系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如：输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。（3）要求输入电压有较宽的适应范围。由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压可能在 10V～16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。二、光伏逆变器分类有关逆变器分类的方法很多，例如：根据逆变器输出交流电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器；根据逆变器使用的半导

体器件类型不同，又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等。根据逆变器线路原理的不同，还可分为自激振荡型逆变器、阶梯波叠加型逆变器和脉宽调制型逆变器等。根据应用在并网系统还是离网系统中又可以分为并网逆变器和离网逆变器。为了便于光电用户选用逆变器，这里仅以逆变器适用场合的不同进行分类。 1、集中型逆变器集中逆变技术是若干个并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相的IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流，一般用于大型光伏发电站（＞10kW）的系统中。最大特点是系统的功率高，成本低，但由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配（特别是光伏组串因多云、树荫、污渍等原因被部分遮挡时），采用集中逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电户能的下降。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高效率。 2、组串型逆变器组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（1－ 5kw）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网，已成为现在国际市场上最流行的逆变器。许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成

太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图

随着生态环境的日益恶化，人们逐渐认识到必须走可持续发展的道路，必须完成从补充能源向替代能源的过渡。光伏并网是太阳能利用的发展趋势，光伏发电系统将主要用于调峰电站和屋顶光伏系统。在光伏并网系统中，并网是核心部分。目前并网型系统的研究主要集中于DC-DC和DC-AC 两级能量变换的结构。DC-DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点;DC-AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获得单位功率因数。其中DC-AC是系统的关键设计。太阳能光伏并网系统结构图如图1所示。本系统采用两级式设计，前级为升压斩波器，后级为全桥式逆变器。前级用于最大功率追踪，后级实现对并网电流的控制。控制都是由DSP芯片TMS320F2812协调完成。图1 光伏并网系统结构图逆变器的设计太阳能并网逆变器是并网发电系统的核心部分，其主要功能是将发出的直流电逆变成单相交流电，并送入电网。同时实现对中间电压的稳定，便于前级升压斩波器对最大功率点的跟踪。并且具有完善的并网保护功能，保证系统能够安全可靠地运行。图2是并网逆变器的原理图。

图2 逆变器原理框图控制系统以TI公司的TMS320F2812为核心，可以实现反馈信号的处理和A/D转换、DC/DC变换器和PWM逆变器控制脉冲的产生、系统运行状态的监视和控制、故障保护和存储、485通讯等功能。实际电路中的中间电压VDC、网压、并网电流和太阳能电池的电压电流信号采样后送至F2812控制板。控制板主要包括：CPU及其外围电路，信号检测及调理电路，驱动电路及保护电路。其中信号检测及调理单元主要完成强弱电隔离、电平转换和信号放大及滤波等功能，以满足DSP控制系统对各路信号电平范围和信号质量的要求。驱动电路起到提高脉冲的驱动能力和隔离的作用。保护逻辑电路则保证发生故障时，系统能从硬件上直接封锁输出脉冲信号。在实现同频的条件下可用矢量进行计算，从图3可以看出逆变器输出端存在如图3a所示的矢量关系，对于光伏并网逆变器的输入端有下列基本矢量关系式： Vac=Vs+jωL·IN+RS·IN (1) 式中Vac—电网基波电压幅值，Vs—逆变器输出端基波幅值。图1 光伏并网系统结构图图3 控制矢量图在网压Vac(t)为一定的情况下，IN(t)幅值和相位仅由光伏并网逆变器输出端的脉冲电压中的基波分量Vs(t)的幅值，及其与网压Vac(t)的相位差来决定。改变Vs(t)的幅值和相位就可以控制输入电流IN(t)和Vac(t)同相位。PWM整流器输入侧存在一个矢量三角形关系，在实际系统中RS 值的影响一般比较小，通常可以忽略不计得到如图3b所示的简化矢量三角形关系，即下式： (2) 在一个开关周期内对上式进行周期平均并假设输入电流能在一个开关周期内跟踪电流指令即可推导出下式： (3)式中K= L/TC，TC为载波周期。从该模型即可以得到本系统所采用的图4所示的控制框图。此方法称为基于改进周期平均模型的固定频率电流追踪法。

光伏电站组件容量配比优化方案

光伏电站组件容量配比优化方案近年来，不同地区的光伏电站采用光伏组件容量与逆变器容量配比值大于1的设计的思路，以达到提高逆变器的运行效率、电站收益的目的。本文将基于某地的实测辐射值进行分析，并计算不同配比值情况下的电站新增发电量与新增投资的关系，以确定合理的配比值。一、某地实测辐射数据分析本文采用某地某全年的实测辐射数据。选取其中的水平面总辐射、温度数据进行计算分析。实测数据采样时间为1min，共计525600组，数据完备率96.32%。完成缺失数据插补后，该地全年水平面总辐射量为6262.5MJ/m2。根据上述数据得出如下：逐月、年代表日逐时、月代表日逐时的辐射量（值）分布图。（其中：数据已调整为真太阳时）：

图1该地区逐月总辐射量直方图图2该地区年代表日总辐射值分布图图3该地区逐月代表日总辐射值分布图根据上图可得出如下结论：

（1）该地月总辐射量最大值发生在春、夏换季的5月；且全年逐月总辐射量较平均，有利于光伏电站平稳出力；（2）该地年代表日总辐射极大值差异较小，4个年代表日差异主要是日照时长及当日天气情况而引起的日总辐射量的差异。（3）该地5月至8月的正午（真太阳时）存在总辐射值超过1000W/m2的情况发生，根据对数据的分析。超过总辐射值超过1200W/m2在6月时有发生。（4）该地10月至次年4月的空气质量好，透明度高，日总辐射值变化较平稳。二、不同容量配置比值的计算本文将采用基于实测的辐射数据完成光伏电站全年逐时（分钟）的发电功率计算。计算时根据如下步骤分别进行计算：（1）光伏组件容量与逆变器容量配比值选择1、1.05、1.1、1.15、1.20分别计算全年逐时发电功率。（2）考虑各光伏电站实际效率存在差异，光伏组件至逆变器直流母线的效率分别取80%、85%对步骤（1）的各计算结果进行折算。（3）考虑到逆变器具备的短时超发能力，分别计算超过逆变器标称功率100%、105%、110%的能量损失。（4）根据步骤（1）~（3）的计算结果，综合计算因光伏组件超配增发的功率与不同效率值、逆变器不同超发能力情况下而限电的最终增发的功率比值。（5）光伏电站综合单位投资分别取7.5元/W（其中组件价格取3.5元/W）、8元/W（其中组件价格取4元/W）进行光伏电站新增投资比例的计算；（6）综合步骤（4）、（5）的计算结论，计算△发电量与△投资的比值，其结果如下：

逆变器的选型

。集中式逆变器和组串式逆变器选型的比较国家电网对分布式光伏电站要求如下：单个并网点小于6MW，年自发自用电量大于50%；8KW 以下可接入220V；8KW-400KW可接入380V；400KW-6MW可接入10KV。根据逆变器的特点，光伏电站逆变器选型方法：220V项目选用单相组串式逆变器，8KW-30KW选用三相组串式逆变器，50KW 以上的项目，可以根据实际情况选用组串式逆变器和集中式逆变器。对于MW级别的电站亦可选择380V或10KV方式并网。逆变器方案对比：集中式逆变器：设备功率在50KW到630KW之间，功率器件采用大电流IGBT，系统拓扑结构采用DC-AC一级电力电子器件变换全桥逆变，工频隔离变压器的方式，防护等级一般为IP20。体积较大，室内立式安装。组串式逆变器：功率小于30KW，功率开关管采用小电流的MOSFET，拓扑结构采用 DC-DC-BOOST升压和DC-AC全桥逆变两级电力电子器件变换，防护等级一般为IP65。体积较小，可室外臂挂式安装。系统主要器件对比：集中式逆变器：光伏组件，直流电缆，汇流箱，直流电缆，直流汇流配电，直流电缆，逆变器，隔离变压器，交流配电，电网。组串式逆变器：组件，直流电缆，逆变器，交流配电，电网。主要优缺点和适应场合： 1、集中式逆变器一般用于日照均匀的大型厂房，荒漠电站，地面电站等大型发电系统中，系统总功率大，一般是兆瓦级以上。主要优势有：（1）逆变器数量少，便于管理；（2）逆变器元器件数量少，可靠性高；（3）谐波含量少，直流分量少电能质量高；（4）逆变器集成度高，功率密度大，成本低；（5）逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高；（6）有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。主要缺点有：（1）直流汇流箱故障率较高，影响整个系统。（2）集中式逆变器MPPT电压范围窄，一般为450-820V，组件配置不灵活。在阴雨天，雾气多的部区，发电时间短。（3）逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和设备。（4）逆变器自身耗电以及机房通风散热耗电，系统维护相对复杂。（5）集中式并网逆变系统中，组件方阵经过两次汇流到达逆变器，逆变器最大功率跟踪功能（MPPT）不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，当有一块组件发生故障或者被阴影遮挡，会影响整个系统的发电效率。（6）集中式并网逆变系统中无冗余能力，如有发生故障停机，整个系统将停止发电。

光伏发电系统逆变器结构特点

光伏发电系统逆变器结构特点提出问题： 1. 光伏发电系统并网时的主要部件是什么？ 2. 光伏逆变器如何分类？其电路如何构成？ 3. IGBT是什么，有什么特点，主要参数？ 4. 电力MOSFET是什么，主要参数和特性？ 5. 逆变器的常用电路有哪些，各自的接线和特点是什么？ 6. 常用逆变器的形式有哪些，各自特点是什么，主要生产厂家？ 1.光伏发电系统并网时的主要部件是什么？光伏发电系统并网时的主要部件是逆变器。无论是太阳能电池、风力发电还是新能源汽车，其系统应用都需要把直流电转换为交流电，承担这一任务的部件为逆变器。逆变器又称电源调整器、功率调节器，是光伏系统必不可少的一部分。通常，物理上把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。逆变器的名称由此而来。光伏逆变器最主要的功能是把太阳能电池板所发的直流电转化成家电使用的交流电。逆变器是光伏系统的心脏，太阳能电池板所发的电全部都要通过逆变器的处理才能对外输出，逆变器对于整套系统的运行起着重要的作用，逆变器的核心器件是IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，也是价格最高的部件之一。

2.光伏逆变器如何分类？其电路如何构成？光伏逆变器的分类如下图：功率较小(<4kW)的光伏发电系统一般采用正弦波逆变器。逆变器的显示功能主要包括：直流输入电压和电流的测量值，交流输出电压和电流的测量值，逆变器的工作状态（运行、故障、停机等）。光伏逆变器的电路构成如下图所示：控制电路：逆变器的控制电路主要是为主逆变电路提供一系列的控制脉冲来控制逆变开关器件的导通与关断，配合主逆变电路完成逆变功能。辅助电路：

平价上网光伏电站逆变器选型研究

平价上网光伏电站逆变器选型研究摘要：光伏电站近年来发展迅猛，平价上网成为光伏电站发展方向。优化光伏电站逆变器设备选型，提高逆变器输入输出电压，可以显著降低光伏电站造价，为平价上网创造条件。关键词：光伏电站；平价上网；逆变器选型优化 1.概述随着光伏产业技术进步和产业升级加快，光伏电站建设成本显著降低，光伏电站已基本具备无补贴平价上网的条件。为加快实现光伏电站平价上网，在光伏电站设计中优化逆变器选型，降低建设成本是非常必要的。 2.光伏电站建设成本分析光伏电站建设成本一般由设备购置及安装费用、建筑工程费用、其他费用等四部分构成，其中设备及安装工程费在项目建设成本中比例最高，接近70%，特别是逆变器设备在光伏电站设备投资中占比较大。 3.光伏电站逆变器选型优化 3.1 光伏电站逆变器选型常用方案逆变器作为光伏发电系统中将直流电转换为交流电的关键设备之一，其选型对于发电系统的转换效率和可靠性具有重要作用。逆变器的选型主要考虑以下技术指标：MPPT数量；转换效率；直流输入电压范围；最大功率点跟踪；输出电流谐波含量、功率因数；低电压耐受能力；可靠性和可恢复性；保护功能等。现阶段光伏电站逆变器配置方案主要有两种：组串式逆变器方案、集中式逆变器方案。 1) 组串式逆变器组串式逆变器基于模块化概念设计，将单路光伏组串连接至逆变器直流输入端，将直流电转换为交流电输出。一般直流输入电压800~1000V，交流输出电压550~690V。组串式逆变器常见的输出功率为50kW~100kW，一般具有3～6路MPPT，逆变器转换效率通常＞99%，中国效率＞98.3%。具有高效发电、安全可靠等特点。 2) 集中式逆变器集中式逆变器是多路光伏组串经过汇流后连接到逆变器直流输入端，集中完成将直流电转换为交流电输出。一般直流输入电压800~1000V，交流输出电压 550~690V。集中式逆变器通常见的输出功率为500kW~1250kW，一般具有1～2路MPPT，转换效率通常＞99%，中国效率＞98.2%。具有控制方便、交流侧安全稳定性高、可靠性高等特点。 3.2 逆变器设备优化方案逆变器设备作为光伏电站主要设备，对于光伏电站的造价影响有两方面： 1）逆变器的直流输入电压，交流输出电压决定了光伏系统的主要设备、电缆的选型。更高电压的光伏系统可以降低电缆截面、减少电缆长度、提高组件的组串长度，减少建设成本。 2）逆变器的直流输入电压，交流输出电压决定了逆变器设备单台容量的大小，逆变器的单台容量越大，设备的单瓦造价越低；同时系统效率更高，可以显著提高光伏电站发电量。

毕业设计-单相光伏并网逆变器的控制原理及电路实现

第一章绪论 1.1 光伏发电背景与意义作为一种重要的可再生能源发电技术，近年来，太阳能光伏(Photovoltaie，PV)发电取得了巨大的发展，光伏并网发电已经成为人类利用太阳能的主要方式之一。目前，我国已成为世界最大的太阳能电池和光伏组件生产国，年产量已达到100万千瓦。但我国光伏市场发展依然缓慢，截至2007年底，光伏系统累计安装100MWP，约占世界累计安装量的1%,产业和市场之间发展极不平衡。为了推动我国光伏市场的发展，国家出台了一系列的政策法规，如《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源十一五发展规划》等。这些政策和法规明确了太阳能发电发展的重点目标领域。《可再生能源中长期发展规划》还明确规定了大型电力公司和电网公司必须投资可再生能源，到2020年，大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例要达到3%以上。对于这一目标的实现，光伏发电无疑会起到非常关键的作用。当下，我国地方和企业正积极共建兆瓦级以上光伏并网电站，全国已建和在建的兆瓦级并网光伏电站共11个(2008年5月前估计)，典型的如甘肃敦煌10MW 并网光伏特许权示范项目，青海柴达木盆地的1000MW 大型荒漠太阳能并网电站示范工程，云南石林166MW 并网光伏实验示范电站。可以预见，在接下来的几年里，光伏并网发电市场将会为我国摆脱目前的金融危机提供强大的动力，光伏产业依然会持续以往的高增长率，光伏市场的前景仍然令人期待。光伏并网发电系统是利用电力电子设备和装置，将太阳电池发出的直流电转变为与电网电压同频、同相的交流电，从而既向负载供电，又向电网馈电的有源逆变系统。按照系统功能的不同，光伏并网发电系统可分为两类：一种是带有蓄电池的可调度式光伏并网发电系统；一种是不带蓄电池的不可调度式光伏并网发电系统。典型的不可调度式光伏并网发电系统如图1-1 所示。

光伏发电系统中逆变器的原理与应用

光伏发电系统中逆变器的原理与应用目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。另外，光伏发电最终将实现并网运行，这就必须采用成熟的市场模式，今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。光伏发电系统对逆变电源的要求采用交流电力输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变器四部分组成（并网发电系统一般可省去蓄电池），而逆变器是关键部件。光伏发电系统对逆变器要求较高：１．要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。２．要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。３．要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如１２Ｖ蓄电池，其端电压可在１０Ｖ～１６Ｖ之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。４．在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免与公共电网的电力污染，也要求逆变器输出正弦波电流。逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到２２０Ｖ，在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如１２Ｖ、２４Ｖ，就必须设计升压电路。

光伏逆变器回路图

表5 合肥阳光电源公司两种典型逆变器的性能指标光伏并网接口逆变器控制方法 1 引言

世界文明史上, 人类不断地从自然界索取、探求适合生存和发展所需要的各种能源, 人们利用能源经历了材薪、煤炭、石油三个历史时期，这类常规能源不仅枯竭有期，而且它将引起一系列局部的或全球的环保问题。因而目前世界上许多国家都在采取措施，积极提高能源效率，改善能源结构，去探索新能源和可再生能源的利用，并逐步使其取代常规能源，以减少环境污染并合理利用资源。太阳能发电由于具有很多的优点，无污染，可再生，资源具有普遍性，机动灵活，可存储等，因此，光伏发电具有广阔的发展前景。对于普通的光伏并网发电装置，已经有了比较成熟的产品，然而随着对太阳能利用的进一步开发，和用户对电能质量的要求的进一步提高，光伏系统与电力系统的接口有以下发展趋势: (1) 既可以并网又可以独立发电, 光伏发电系统和电网共同向用户供电，提高供电可靠性; (2) 具备供电质量控制功能, 如谐波补偿、无功补偿、电压调节等。本文正是在此要求基础之上提出的一种新型的并网接口逆变器控制方法，该方法既能使得并网发电装置向电网以单位功率因数提供电能，同时也能按要求补偿无功和谐波，兼具有静止无功发生器(SVG)和有源滤波器(APF)的功能。 2 并网接口装置的基本结构和等效电压源模型整个并网装置一般由三个部分组成:补偿分量检测回路, 控制回路, IGBT主回路，其结构如图1所示。图1 并网装置框图工作原理为由补偿分量检测回路检测出需要补偿的信号，形成参考电流值，控制回路通过参考电流值来控制逆变器工作，使逆变器向电网输送单位功率因数的电流和补偿分量，从而使系统电流中不含有谐波分量和无功功率。控制回路根据检测到的谐波电流以及直流电压，按照一定的控制规律计算出控制量，这个控制规律便是本文所要讨论的重要问题。并网接口装置系统基本结构如图2所示:其主电路由电压型三相桥式、电力电子器件IGBT 构成的逆变器组成。注入到电网的电流使得线路补偿电流等于参考电流。将补偿分量电流模型使用电流源来表示可以看成如图3所示。

光伏电池组件简介

光伏电池组建简介单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。光伏组件（也叫太阳能电池板）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。目录 1、基本信息 1.1 组成结构 1.2 制作流程 1.3 生产流程 1.4 制造特点 2、材料构成 3、组件应用 4、组件类型 4.1 单晶硅 4.2 多晶硅 4.3 非晶硅 4.4 多元化 5、功率计算 6、测试条件 6.1 测试原理 6.2 测试工具 6.3 测试参数 7、应用领域 8、逆变器 9、安全细则

1、基本信息 1.1 组织结构又称太阳电池组件( Solar Cell module)，是指具有封装及内部联结的，能单独提供直流电输出的，最小不可分割的光伏电池组合装置。光伏组件（俗称太阳能电池板）由太阳能电池片（整片的两种规格125*125mm、156*156mm、124*124mm等）或由激光切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的太阳能电池组合在一起构成。由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小，然后我们把他们先串联获得高电压，再并联获得高电流后，通过一个二极管（防止电流回输）然后输出。并且把他们封装在一个不锈钢、铝或其他非金属边框上，安装好上面的玻璃及背面的背板、充入氮气、密封。整体称为组件，也就是光伏组件或说是太阳电池组件。 1.2 制作流程组件制作流程经电池片分选-单焊接-串焊接-拼接(就是将串焊好的电池片定位,拼接在一起)-中间测试(中间测试分:红外线测试和外观检查)-层压-削边-层后外观-层后红外-装框(一般为铝边框)-装接线盒-清洗-测试(此环节也分红外线测试和外观检查.判定该组件的等级)-包装. （1）电池测试由于电池片制作条件的随机性，生产出来的电池性能不尽相同，所以为了有效的将性能一致或相近的电池组合在一起，所以应根据其性能参数进行分类；电池测试即通过测试电池的输出参数（电流和电压）的大小对其进行分类。以提高电池的利用率，做出质量合格的电池组件。（2）正面焊接将汇流带焊接到电池正面（负极）的主栅线上，汇流带为镀锡的铜带，我们使用的焊接机可以将焊带以多点的形式点焊在主栅线上。焊接用的热源为一个红外灯（利用红外线的热效应）。焊带的长度约为电池边长的2倍。多出的焊带在背面焊接时与后面的电池片的背面电极相连。（3）背面串接背面焊接是将电池串接在一起形成一个组件串，我们目前采用的工艺是手动的，电池的

光伏逆变器的简单选型

`光伏逆变器的简单选型一、光伏逆变器工作原理逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。逆变器简单原理图二、光伏逆变器的主要技术指标 1、输出电压的稳定度在光伏系统中，太阳电池发出的电能先由蓄电池储存起来，然后经过逆变器逆变成220V 或380V的交流电。但是蓄电池受自身充放电的影响，其输出电压的变化范围较大，如标称12V的蓄电池，其电压值可在10．8～14．4V之间变动(超出这个范围可能对蓄电池造成损坏)。对于一个合格的逆变器，输入端电压在这个范围内变化时，其稳态输出电压的变化量应不超过额定值的±5％，同时当负载发生突变时，其输出电压偏差不应超过额定值的±10％。 2、输出电压的波形失真度对正弦波逆变器，应规定允许的最大波形失真度(或谐波含量)。通常以输出电压的总波形失真度表示，其值应不超过5％(单相输出允许l0％)。由于逆变器输出的高次谐波电流会在感性负载上产生涡流等附加损耗，如果逆变器波形失真度过大，会导致负载部件严重发热，不利于电气设备的安全，并且严重影响系统的运行效率。 3、额定输出频率对于包含电机之类的负载，如洗衣机、电冰箱等，由于其电机最佳频率工作点为50Hz，频率过高或者过低都会造成设备发热，降低系统运行效率和使用寿命，所以逆变器的输出频率应是一个相对稳定的值，通常为工频50Hz，正常工作条件下其偏差应在±l％以内。 4、负载功率因数表征逆变器带感性负载或容性负载的能力。正弦波逆变器的负载功率因数为0．7～0．9，额定值为0．9。在负载功率一定的情况下，如果逆变器的功率因数较低，则所需逆变器的

分布式光伏系统组件和光伏逆变器配比

分布式光伏系统组件和逆变器配比光伏组件容量和逆变器容量比，习惯称为容配比。合理的容配比设计，需要结合具体项目的情况综合考虑，主要影响因素包括辐照度、系统损耗、逆变器的效率、逆变器的寿命、逆变器的电压范围、组件安装角度等方面，由于逆变器只占系统成本5%左右，在分布式光做系统中，逆变器超配的投资收益几乎可以忽略不计，具体分析如下。 1、不同区域辐照度不同根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准，将我国太阳能资源地区分为四类，不同区域辐照度差异较大。即使在同一资源地区，不同地方的全年辐射量也有较大差异。例如，同是I类资源区的西藏噶尔和青海格尔木，噶尔的全年辐射量为7998MJ/m2，比格尔木的6815MJ/m2高17%。意味着相同的系统配置，即相同的容配比下，噶尔地区的发电量比格尔木高17%。若要达到相同的发电量，可以通过改变容配比来实现。 2、系统损耗光伏系统中，能量从太阳辐射到光伏组件，经过直流电缆、汇流箱、直流配电到达逆变器，当中各个环节都有损耗。如图所示，直流侧损耗通常在7-11%左右，逆变器损耗约1-2%，总损耗约为8-13%（此处所说的系统损耗不包括逆变器后面的变压器及线路损耗部分）。也就是说，在组件容量和逆变器容量相等的情况下，由于客观存在的各种损耗，逆变器实际输出最大容量只有逆变器额定容量的90%左右，即使在光照最好的时候，逆变器也没有满载工作。

3、逆变器效率逆变器的效率并不是恒值，有功率开关器件损耗和磁性损耗，在低功率时，效率比较低，在40%到60%功率时，效率最高，超过60%时，效率逐渐降低。因此，要把光伏功率的总功率控制在逆变器功率的40%到60%之间，获得最佳效率。 4、逆变器的寿命光伏逆变器是电子产品，其可靠性和逆变器运行温度有很大关系，其中电容、风扇，继电器等元器件温度提高10℃，失效率可会提高50%以上。而运行温度又和功率相关，据统计，逆变器长期工作在功率80-100%比功率40-60%，寿命要低20%左右。 5、逆变器的最佳工作电压范围工作电压在逆变器的额定工作电压左右，效率最高，单相220V逆变器，逆变器输入额定电压为360V，三相380V逆变器，逆变器输入额定电压为650V。如3kW逆变器，配260W 组件，工作电压30.5V，配12块工作电压366V，功率为3.12kW为最佳。30KW逆变器配260W 组件，接126块组件，每一路21串，电压为640.5V，总功率为32.76kW为最佳。综上各种因素，系统功率在逆变器额定功率40-60%之间，效率最高，寿命最长。为了把逆变器性能发挥最佳，根据光照条件不同，组件和逆变器有不同的配比。在一类光照地区，平均日照时间超过5小时，发电时间按每天10小时计算，建议组件和逆变器按1：1配置，平均功率为50%左右；在二类光照地区，平均日照时间4小时，发电时间按每天9小时计算，建议组件和逆变器按1.1：1配置，（4*1.1）/9，平均功率为49%左右；在三类平均日照时间3.5小时的光照地区，发电时间按每天8.5小时计算，建议组件和逆变器按1.2：1配置，(3.5*1.2)/8.5，平均功率为49.4%左右。在三类平均日照时间低于3小时的光照地区，发电时间按每天8小时计算，建议组件和逆变器按1.3：1配置，(3*1.3)/8，平均功率为48.75%左右。山地电站朝向各异，分布式光伏屋面情况的复杂性、朝向各异，因此有光伏组件不朝南，彩钢瓦屋顶倾斜角度不是最佳倾角的情况。逆变器的配置可以根据具体情况灵活处理。