光伏并网逆变器选型细则样本

光伏并网逆变器选型细则样本
光伏并网逆变器选型细则样本

并网逆变器选型细则

并网逆变器是将太阳能直流电转换为可接入交流市电设备,是太阳能光伏发电站不可缺少重要构成某些。如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简介和分析。

1.并网逆变器在光伏电站中作用

光伏发电系统依照其应用模式普通可分为独立发电系统、并网发电系统以及混合系统,而并网发电系统基本特点就是太阳电池组件产生直流电通过并网逆变器转换成符合市电电网规定交流电之后直接接入公共电网。

1.1 并网光伏电站基本构造

1.2 并网逆变器功作用和功能

并网逆变器是电力、电子、自动控制、计算机及半导体等各种技术互相渗入与有机结合综合体现,它是光伏并网发电系统中不可缺少核心某些。并网逆变器重要功能是:

◆最大功率跟踪

◆DC-AC转换

◆频率、相位追踪

◆有关保护

2.并网逆变器分类

并网逆变器按其电路拓扑构造可以分为变压器型和无变压器型逆变器,其中变压器型又分为高频变压器型和低频变压器型。变压器型和无变压器型逆变器重要区别在于安全性和效率两个方面。如下对三种类型逆变器做简朴简介:

◆高频变压器型

采用DC-AC-DC-AC电路构造,设计较为复杂,采用较多功率开关器件,因而损耗较大。

◆低频变压器型

采用DC-AC-AC电路构造,电路简朴,采用普通工频变压器,具备较好电气安全性,但效率较低。

◆无变压器型

采用DC-AC电路构造,无电气隔离,电压范畴较窄,但是损耗小、效率高。

3.并网逆变器重要技术指标

a. 使用环境条件

逆变器正常使用条件:涉及工作温度、工作湿度以及逆变器冷却方式等有关指标。

b. 直流输入最大电流

c.直流输入最大电压

d. 直流输入MPP电压范畴

逆变器对太阳能电池某些进行最大功率追踪(MPPT)电压范畴,普通不大于逆变器容许最大直流输入电压,设计电池组件输出电压应当在MPP电压范畴之内。

e. 直流输入最大功率

不不大于逆变器额定输出功率,即普通所说“逆变器功率”。为了充分运用逆变器容量,设计接入并网逆变器电池组件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直流回路数目。

g. 额定输出电压

在规定输入条件下,逆变器应输出电压值。电压波动范畴普通应:单相220V±5%,三相380±5%。

h. 额定输出功率

在规定输出频率和负载功率因数下,逆变器应输出额定电流值。

i. 额定输出频率

在并网系统中,额定输出频率要相应所并入电网频率,并且当电网频率和相位有微小波动时,逆变器输出交流电应自动追踪电网频率和相位。当检测到电网频率波动过大,逆变器将自动切离电网。国内市电频率为50Hz,并网逆变器频率波动范畴普通在±3%以内。

j. 最大谐波含量

正弦波逆变器,在阻性负载下,输出电压最大谐波含量应≤10%。

k. 过载能力

在规定条件下,在较短时间内,逆变器输出超过额定电流值能力。逆变器过载能力应在规定负载功率因数下,满足一定规定。

l. 效率

在额定输出电压、输出,电流和规定负载功率因数下,逆变器输出有功功率与输入有功功率(或直流功率)之比。

当前诸多厂家逆变器效率标示了“效率”和“欧洲效率”两种。“效率”普通指一天内某时刻逆变器最大效率,而欧洲效率是依照一天内日照强度变化计算加权值,通过特定公式计算一天内“平均效率”,相对比较科学。诸多公司无变压器型逆变器“效率”值很高很高,其实理论上不太也许,也许她们未考虑输出功率因素影响,将无功功率也计算在内而得出最大效率。

m. 负载功率因数

逆变器负载功率因数容许变化范畴,推荐值0.7—1.0。

n. 负载非对称性

在10%非对称负载下,固定频率三相逆变器输出电压非对称性应≤10%。

o. 防护级别

IP(INGRESS PROTECTION)防护级别系统是由IEC(INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION)所起草。IP防护级别是由两个数字所构成,第1个数字表达灯具离尘、防止外物侵入级别,第2个数字表达灯具防湿气、防水侵入密闭限度,数字越大表达其防护级别越高。

p. 保护功能

逆变器应设立:短路保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护及缺相保护。

q. 干扰与抗干扰

逆变器应在规定正常工作条件下,能承受普通环境下电磁干扰。逆变器抗干扰性能和电磁兼容性应符合关于原则规定。

r. 噪声

不经常操作、监视和维护逆变器,应不大于95db。

经常操作、监视和维护逆变器,应不大于80db。

s. 显示

逆变器应设有交流输出电压、输出电流和输出频率等参数数据显示,并有输入带电、通电和故障状态信号显示。

t. 通信接口

重要用于系统运营监控,普通逆变器通讯接口模式有RS-485、RS-232以及GPRS。

u. 机械参数

重要指逆变器重量和尺寸。

4.并网逆变器选型分析

4.1 光伏逆变应用场合

光伏发电站是通过具备各种技术构造逆变器连接到电网上。由于建筑多样

性,势必导致太阳能电池板安装多样性,为了使太阳能转换效率最高同步又兼顾建筑外形美观,这就规定咱们逆变器多样化,来实现最佳方式太阳能转换。当前世界上比较通行太阳能逆变为:集中逆变、组串逆变和组件逆变,现将几种逆变器特点和运用场合加以分析。

(1)集中逆变

重要用在大型光伏发电站(不不大于10KW)系统中,先是光伏组件连接成串,每串加上二极管,再是将这些组串并行连接,然后正负直接连接到同一台集中逆变器直流输入侧。普通功率大使用三相IGBT功率模块,功率较小使用场效应晶体管,同步使用DSP转换控制器来改进所产出电能质量,使它非常接近于正弦波电流。

集中型逆变最大特点是效率高,成本低,工作状态不稳定。不稳定因素重要是光伏组串与逆变器匹配不当,以及某些光伏组件阴影会导致整个发电站发电量下降。某一光伏单元组工作状态不良会导致整个发电站不良运营。

(2)组串逆变

a.普通组串逆变。组串逆变器已成为当前国际市场上最流行逆变器,光伏组件连接成串,每个组串(1—5KW)都连接到一台指定逆变器上,每个组串并网逆变器均有独立最大功率跟踪单元(MPPT)。许多大型光伏电厂使用组串逆变器。长处是不受组串间模块差别和遮影影响,同步减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配状况,从而增长了发电量。技术上这些优势不但减少了系统成本,也增长了系统可靠性。同步,在组串间引入“主—从”概念,使得在系统在单串电能不能使单个逆变器工作状况下,将几组光伏组串联系在一起,让其中一种或几种工作,从而产出更多电能。最新概念为几种逆变器互相构成一种“团队”来代替“主—从”概念,使得系统可靠性又进了一步。当前,无变压器式组串逆变器已占了主导地位。

总来说组串逆变器特点是减少了光伏组件之间匹配错误、某些阴影带来电量

单机版-研旭光伏并网逆变器说明书_图文(精)

研旭光伏并网逆变器 YXSG-2.5KSL , YXSG-3KSL , YXSG-5KSL 安装使用手册 目录 1、安全说 明 (3) 2、产品描 述 (5) 2.1光伏并网系 统 .................................................................................................................... 6 2.2电路结构 ............................................................................................................................ 7 2.3特点 . .. (7)

2.4逆变器外观描 述 (8) 3、安 装 .......................................................................................................................................... 10 3.1 安装须 知 ......................................................................................................................... 10 3.2 安装流程说明 .. (11) 3.3安装准备 .......................................................................................................................... 12 3.4 选择合适的安装场 地 ..................................................................................................... 12 3.5 安装逆变 器 (14) 3.6 电气连 接 (14) 4、 LCD 操作说 明 . ......................................................................................................................... 21 4.1 按键功能说明 .. (21) 4.2 界面介 绍 (22) 5、故障排 除 (27) 5.1 初始化失败 ..................................................................................................................... 27 5.2 LCD 显示故 障 (27)

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

光伏逆变器主要流派与技术路线

光伏逆变器主要流派与技术路线 发布日期:2015-01-05 浏览次数:35 光伏发电系统由太阳电池组件(PV)方阵、逆变器、交直流配电、计量电器等部分组成。太阳电池组件利用光伏效应原理,将太阳的光能转变为直流电能,该直流电是变化的,不能直接并网或被用电设备直接使用,称之为“粗电”(Raw Electricity);光伏逆变器将变化的直流电经过电力电子技术变换成频率、相位、幅值符合电力并网要求且自身具有保护功能的交流电,称之为“精电”(Fine Electricity),之后经过配电及保护装置便可并网或供交流负载使用。 光伏逆变器是光伏系统的核心部件之一,但由于逆变器采用电力电子技术、由大量的电子元器件组成,属于光伏系统中的薄弱环节,因此近几年来,在逆变器的技术方案选择、电子线路设计以及新的应用方面,全球出现不同的技术流派以及一些新的应用。主要有以下几种: 1.Central inverter集中式逆变器,这种是最传统也是目前做的厂家最多的,尤其是光伏逆变器鼻祖的欧洲厂家。欧洲以SMA为典型代表,美国以SatCon为典型代表。SMA为全球光伏逆变器市场占用率最高的厂家,其市场占有率达到35%~40%。对于大容量的逆变器,大多数厂家采用集中式逆变器。从其电路结构上说,对小功率逆变器一般采用两级结构,即:第一级Boost升压电路加上第二级DC/AC逆变电路;中大功率逆变器采用一级结构,即DC/AC逆变电路。无论何种电路结构,其功率部分都是放在一个逆变器箱体内。 这种逆变器的优点是: (1)适合MW级的应用; (2)技术成熟; (3)$/W成本较其他解决方案较低。 其缺点是: (1)一旦出现故障则整机必须停机,所有功率均损失; (2)不能对部分太阳能电池板的非有效发电状态如阴影、污物等产生的mis-match进行区别,从而影响MPPT(最大功率点跟踪)效率。

(完整版)单相光伏并网逆变器的研究40本科毕业设计41

单相光伏并网逆变器的研究

轮机工程学院

摘要 能源危机和环境问题的不断加剧,推动了清洁能源的发展进程。太阳能作为一种清洁无污染且可大规模开发利用的可再生能源,具有广阔应用前景。并且伴随“智能电网”理论的兴起,分布式电力系统正日益受到关注,光伏逆变系统作为分布式电力系统的一种重要形式,使得对该领域的研究具有重要的理论与现实意义。 论文在分析光伏逆变系统发展现状与研究热点的基础上,探讨了光伏逆变系统的主要关键技术,对直接影响光伏逆变系统的工作效率以及工作状态的最大功率点跟踪控制、光伏逆变器控制等技术进行了详细研究。 为研究光伏逆变系统,本文建立了一套完整的光伏逆变系统模型,主要包括光伏电池模块,前级DCDC变换器,后级DCAC逆变器,以及相应的控制模块。为了提高系统模型的准确性及稳定性,论文设计了一种输出电压随温度光照改变的光伏电池模型,提出了一种基于Boost 升压变换器的最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,并且将正弦脉冲宽度调制技术(SPWM)应用于逆变器控制。最后在MatlabSimulink软件环境下搭建了光伏逆变系统的整体模型,完成系统性的实验验证。 经过仿真实验验证,所提出的光伏逆变系统设计方案正确可行,且输出达到了设计要求,为进一步实现并网功能提供了条件,具有较高的实用参考价值。 关键词:光伏电池;最大功率点跟踪;光伏逆变系统;正弦脉冲调制技术

ABSTRACT With intensify of the energy crisis and environmental problems, the development of clean energy . The solar energy because of its friendly-environmental advantage and renewable property. With the proposition of the Smart Grid, Distributed Power System . As an important form of Distributed Power System, photovoltaic inverter system is the key of the research in this field. This paper discusses the key techniques of photovoltaic inverter system on the basis of analysis of development and research techniques such as maximum power point tracking (MPPT) which work efficiency and work condition and technology of PV inverter. In order to research PV inverter system, this paper builds an integral model, including PV battery model and DCDC converter and DCAC single phase inverter as well as corresponding control models. In order to improve the validity and the stability of the system, the paper

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。

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

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:光伏系统最关键部件

逆变器:光伏系统最关键部件 对于光伏电站来说,光伏组件和逆变器无疑是其中的核心设备,组件即电池板,把太阳光转换成电能类似若干个小电池,逆变器把直流变成交流可以并网应用。 业界对逆变器的能量转换功能已认识得很清楚,决定逆变器转换质量的无疑是其效率指标,业界普遍存在这样的认识:组件选定后直流输出功率就确定了,逆变器选定后系统的交流输出功率也确定了。再看各厂家的逆变器效率参数相差无几(最高效率98.7%左右,欧效98.4%左右),那么决定系统效率的主要就是电池组件,逆变器选哪家关系不大。 事实真的是这样吗?我们看某机构在海南专门建的逆变器测试平台的测试 数据,组件、支架、组件安装倾角、朝向等全部相同,选用了6种逆变器,实际测试发电量数据有些相差已达到6%。难道逆变器厂家给的效率参数有这么大水份?其实不是,如果我们拿功率分析仪分别测量逆变器直流输入和交流输出功率,会发现虽然逆变器转换效率不一定有宣称的那么高,但是两款逆变器的效率差异也不大,都在1%以下。那是否可以说明是电池板的直流功率差异导致呢?例如 有一组电池板存在质量问题导致输出功率显著下降,但是当我们只是交换逆变器后,会发现交换逆变器后原来发电量高的仍然会发电量高,也就说明不是组件阵列本身差异决定的问题。 问题到底出在哪里呢?要搞清楚这个问题还得先回顾下电池板的基本特性 与逆变器MPPT工作原理。 从上图可见组件的一个重要工作特点:组件输出功率受工作电压关系决定,即组件输出功率有最大功率点,偏离最大功率点的电压偏低或者偏高,都会导致组件输出功率降低。也就是说如果一个电站系统中组件的实际工作电压偏离其最大功率电压,则这时光伏组件阵列的输出功率会降低,也就导致电站的发电量降低。 那么组件的工作电压又是怎么确定的呢?这就是逆变器的MPPT跟踪工作原理了,逆变器可以调整其输入直流电压,而逆变器直流输入是跟组件正负极直接

光伏并网逆变器控制设计

2013.1Vol.37 No.1 研究与设计 收稿日期:2012-06-17 基金项目:省教育厅自然科学一般项目支持(KJ2011B136)作者简介:张为堂(1976—),男,安徽省人,实验师,硕士,主要研究方向为电力电子技术及智能控制。 光伏并网逆变器控制设计 张为堂,王 俊,周泽华 (合肥学院机器视觉与智能控制技术重点实验室,安徽合肥230601) 摘要:基于C8051F005单片机设计并实现光伏并网逆变器控制系统。系统由两块IR2110驱动4个IR540构成的H桥逆变电路,直流电源经过LC滤波后实现逆变。详细介绍了主电路、保护电路、滤波电路、采样保护电路以及变压器的设计;给出了具体的软件流程图;经过测试系统压差百分数最大值是0.013422%,最大频偏百分数为0.343%,阻性负载下最大相差0.91,系统的效率达到了83.00%,完全达到或者超出了系统的设计要求。关键词:光伏;逆变器控制;H桥逆变电路中图分类号:TM914.4 文献标识码:A 文章编号:1002-087X(2013)01-0071-03 Designofphotovoltaicgrid-connectedinvertercontrol ZHANGWei-tang,WANGJun,ZHOUZe-hua (KeyLaboratoryofMachineVisionandIntelligenceControlTechnology,HefeiUniversity,HefeiAnhui230601) Abstract:BasedontheC8051F005single-chipdesign,photovoltaicgrid-connectedinvertercontrolsystemwasdesigned.ThesystemwascomposedoftwoblocksofIR2110driver4IR540HbridgeinvertercircuitthroughaDCpowersupplythroughtheLCfiltertorealizeinversion.Themaincircuit,protectioncircuit,filtercircuit,samplingcircuitandtransformerdesignwereintroducedindetail;thespecificsoftwareflowchartwasgiven.Aftertest,themaximumvalueofthepressuredifferenceofsystemis0.013422%,themaximumfrequencydeviationis0.343%,theresistiveloadunderthemaximumangledifferenceis0.91,andthesystemefficiencyreaches83.00%,whichfullymeetorexceedtherequirementsofsystemdesign. Keywords:PV;Invertercontrol;Hbridgeinvertercircuit 1设计要求 光伏发电在现代社会发展的过程中扮演着越来越重要的作用,研究光伏发电装置的设计有着比较重要的现实意义。现有一光伏逆变器设计要求如下: (1)具有最大功率点跟踪(MPPT)功能:RS和RL在给定范围内变化时,使Ud=1/2Us,相对偏差的绝对值不大于1%。(2)具有频率跟踪功能:当fREF在给定范围内变化时,使uF的频率fF=fREF, 相对偏差绝对值不大于1%。(3)当RS=RL=30Ω时,DC-AC变换器的效率h ≥60%。(4)当RS=RL=30Ω时,输出电压uo的失真度THD≤5%。(5)具有输入欠压保护功能,动作电压Ud(th)=(25±0.5)V。(6)具有输出过流保护功能,动作电流Io(th)=(1.5±0.2)A。 2方案设计 2.1设计思路 其实上述设计要求的重点和难点在于如何在提高效率的前提下实现MPPT控制和频率相位的跟踪。本系统采用单片机控制输出电压和参考电压比较差来实现对输出电压的相位 和频率的跟踪,通过扰动法来实现MPPT最大功率点跟踪[1-2]。 2.2系统结构 光伏并网逆变器的硬件设计是整个系统设计的基础,只有在系统硬件设计可行稳定可靠的前提下,其他控制方案才能得以继续。系统硬件主要包括DC-AC模块、驱动电路模块、滤波电路、保护电路、频率相位跟踪电路、变压器设计电路等模块。整体结构框图如图1所示。 3各功能模块的设计与实现 3.1DC-AC模块 本系统的逆变主电路图采用典型的H桥变换电路,选用的逆变主元器件是IRF540,因为在导通状态下,其通态阻值非常小(仅为0.047Ω)[3-4],这样可以在很大程度上减少损耗,提高系统的效率,主电路如图2所示。 3.2驱动电路设计 驱动电路采用两块IR2110驱动4个IGBT管IRF540,因 图1系统结构框图

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。

三相光伏并网逆变器的设计

三相光伏并网逆变器的设计毕业设计开题报告 1 选题的目的和意义 随着社会生产的曰益发展,对能源的需求量在不断增长,全球范围内的能源危机也日益突出。地球中的化石能源是有限的,总有一天会被消耗尽。随着化石能源的减少,其价格也会提高,这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源,特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。其中太阳能资源在我国非常丰富,其应用具有很好的前景。 光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电,并回馈电网。存阳光充足时,太阳能发出的电可供使用,而不使用市网电;在阳光不充足或光伏发电量达不到使用量时,由控制部分自动调节,通过市网电给予补充。此系统主要用于输电线路调峰电站以及屋顶光伏系统。 光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器,在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析,同时选用Tl公司的DSP芯片TMs320F2812作为控制CPU,阐述了芯片特点及选择的原因。并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了闸述并提出了针对本设计的实现方法。最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。 2 本选题的国内外动向 太阳能光伏并网发电始于20世纪80年代,由于光伏并网逆变器在并网发电中所起的核心作用,世界上主要的光伏系统生产商都推出了各自商用的并网逆变器产品。这些并网逆变器在电路拓扑、控制方式、功率等级上都有其各自特点,其性能和效率也参差不齐。目前在国内外市场上比较成功的商用光伏并网逆变器主要有以下几种: 1.德国SMA公司的Sunny Boy系列光伏逆变器艾思玛太阳能技术股份公司(SMA SolarTechnology AG)是全球光伏逆变器第一大生产供应商,并引领着全球光伏领域的技术创新和发展。该公司推出的Sunny Boy系列光伏组串逆变器是目前为止并网光伏发电站最成功的逆变器,市场份额高达60%。其在国内的典型工程包括大兴天普“50kWp大型屋顶光伏并网示范电站"、深圳国际园林花卉博览园1MWp光伏并网发电工程等。 2.奥地利Fronius公司的IG系列光伏逆变器Fronius是专业生产光伏并网逆变器和控制器

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。

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

光伏逆变器的设计原理

光伏逆变器的设计原理 并网光伏逆变器的基本设计 无论采用何种技术,逆变器的基本设计都很明确,且非常相似。其核心就是将直流电压(光伏组件)转换成交流电压(可并网)的过程。在转变的过程中,不停地转换直流电的正负极连接,从而形成方向变化的交流电。所以,逆变器的关键部件是桥接开关(晶体管元件,见图1:a)),这个开关桥的一侧连接输入的直流电源,在另一侧连接交流电网。在工作过程中,只有两个相对的开关可以同时关闭。 如果将此开关桥的开关速度设置成与电网频率相同,则在理论上可以将桥的输出侧与电网连接。但是,由于这样输出的电流是方波,且强度没有变化,因此需要在输出端安装一个具有铁芯的电感器,用以将输出电流控制成为正弦波形状。桥的断开采用脉冲过程进行,从而形成与脉冲相关的较小电流分量。这样的电流分量可以对电感器的电流进行控制。脉冲的频率一般为20KHz ,这样就完全可以形成50Hz的电流,见图1:b)。 对于光伏逆变器来说,还有一个非常重要的设备不能遗漏:输入端的电容器,见图1: c ) 。电容器的作用是储存电能,确保来自发电侧的电流持续一致供给桥接开关,并通过与电网频率同步变化的桥进入电网。只有在输入电容器的容量足够大的情况下,才能够保证光伏发电系统的持续、正常运行。 图1:光伏逆变器的基本设计 图2描述了可用于直接并网的逆变器的基本功能。但在实际应用中,输入电压的范围具有一定的局限性。对于并网发电应用,其输入电压必须在任何时刻都高于电网的峰值电压。当电网电压的有效值为250V时,达到正常并网要求的发电源侧的最低电压应为354V。 与标准逆变器的基本设计不同,直接并网逆变器有很多方法来调整或提升输入电压范围。常用的逆变器技术方案与结构都各不相同:

光伏并网逆变器硬件设计以及拓扑结构

光伏并网逆变器及其拓扑结构的设计 对于传统电力电子装置的设计,我们通常是通过每千瓦多少钱来衡量其性价比的。但是对于光伏逆变器的设计而言,对最大功率的追求仅仅是处于第二位的,欧洲效率的最大化才是最重要的。因为对于光伏逆变器而言,不仅最大输出功率的增加可以转化为经济效益,欧洲效率的提高同样可以,而且更加明显。欧洲效率的定义不同于我们通常所说的平均效率或者最高效率。它充分考虑了太阳光强度的变化,更加准确地描述了光伏逆变器的性能。欧洲效率是由不同负载情况下的效率按照不同比重累加得到的,其中半载的效率占其最大组成部分。因此为了提高光伏逆变器的欧洲效率,仅仅降低额定负载时的损耗是不够的,必须同时提高不同负载情况下的效率(图1)。 图1: 欧洲效率计算比重 1、功率器件的选型 在通用逆变器的设计中,综合考虑性价比因素,IGBT是最多被使用的器件。因为IGBT 导通压降的非线性特性使得IGBT的导通压降并不会随着电流的增加而显著增加。从而保证了逆变器在最大负载情况下,仍然可以保持较低的损耗和较高的效率。但是对于光伏逆变器而言,IGBT的这个特性反而成为了缺点。因为欧洲效率主要和逆变器不同轻载情况下效率的有关。在轻载时,IGBT的导通压降并不会显著下降,这反而降低了逆变器的欧洲效率。相反,MOSFET的导通压降是线性的,在轻载情况下具有更低的导通压降,而且考虑到它非常卓越的动态特性和高频工作能力,MOSFET成为了光伏逆变器的首选。另外考虑到提高欧效后的巨大经济回报,最新的比较昂贵的器件,如SiC二极管,也正在越来越多的被应用在光伏逆变器的设计中,SiC肖特基二极管可以显著降低开关管的导通损耗,降低电磁干扰。 为了得到最大输入功率,电路必须具备根据不同太阳光条件自动调节输入电压的功能,最大功率点一般在开环电压的70%左右,当然这和具体使用的光伏电池的特性也有关。典型的电路是通过一个boost电路来实现。然后再通过逆变器把直流电逆变为可并网的正弦交流电。 2、单相无变压器式光伏逆变器拓扑结构的设计: 拓扑结构的选择和光伏逆变器额定输出功率有关。对于4kw以下的光伏逆变器,通常选用直流母线不超过500V,单相输出的拓扑结构,如图2所示:

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:

光伏并网逆变器设计方案讲解

100kW光伏并网逆变器 设计方案 目录 1. 百千瓦级光伏并网特点 (2) 2 光伏并网逆变器原理 (3) 3 光伏并网逆变器硬件设计 (3) 3.1主电路 (6) 3.2 主电路参数 (7) 3.2.1 变压器设计............................................................................. 错误!未定义书签。 3.2.3 电抗器设计 (7) 3.3 硬件框图 (10) 3.3.1 DSP控制单元 (11) 3.3.2 光纤驱动单元 (11) 3.3.2键盘及液晶显示单元 (13) 3 光伏并网逆变器软件 (13)

1. 百千瓦级光伏并网特点 2010年全球太阳能光伏发电系统装机容量将达到10000MWp(我国将达到400MWp),2010年以后还将呈进一步加速发展趋势。百千瓦级大型光伏发电并网用逆变控制功率调节设备,成本低,效率高,容量大,被国内外光伏界公认为是适合大功率光伏发电并网用的最具技术含量、最有发展前景的新一代主流产品,直接影响到未来光伏发电的走向。 百千瓦级大功率光伏并网逆变电源其应用对象主要为大型光伏并网电站,从原理上讲,其并网控制技术与中小功率光伏并网系统的控制技术基本相同,但由于装置容量较大,在技术指标的实现达标和功能设计方面却有较大区别。 在技术指标上,主要会影响: 1.并网电流畸变率 在系统的额定容量达到一定数量级时,一些存在的技术问题将会逐步暴露并影响到系统的性能指标,其最重要的一点就是并网电流波形畸变率的控制和电流滤波方式。该系统中的主变压器一般选择为三相Δ/Y型式,且容量较大,此时变压器的非线性和励磁电流对并网电流波形的影响不容忽视,否则会引起并网电流波形的明显畸变和三相电流不平衡。 2.电磁噪声 由于是三相桥式逆变结构,受IGBT功率模块的开关频率限制及考虑系统的效率指标,系统的电流脉动要远高于中小功率系统,对电流的滤波和噪声控制需要特别注意,此时对系统的滤波电路设计和并网电流PWM控制方式的研究至关重要。由于系统的dv/dt、di/dt和电流幅值较大,其EMI和EMC的指标实现可能存在技术难度,由于系统的噪声可能影响其电流、功率的检测和计算精度,在最大功率跟踪和孤岛效应识别等方面的影响还难以预计。 在技术指标上,主要考虑: 1)主电路工艺结构设计 2)散热工艺结构设计 3)驱动方式设计

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