CGCGF001：2009 400V以下低压并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法
CGC 北京鉴衡认证中心认证技术规范
CGC/GF001：2009
（CNCA/CTS 0004-2009）
400V以下低压并网光伏发电专用逆变器
技术要求和试验方法
Technical Specification and Test Method of Grid-connected
PV inverter below 400V
2009-8-3发布 2009-8-3实施
北京鉴衡认证中心发布
目 次
目 次..............................................................................I 前 言............................................................................III 并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法. (1)
1 范围 (1)
2 规范性引用文件 (1)
3 术语和定义 (2)
4 产品分类 (3)
4.1 产品型式 (3)
4.2 输出功率型谱 (3)
5 技术要求 (4)
5.1 使用条件 (4)
5.2 机体和结构质量 (4)
5.3 性能指标 (4)
5.4 电磁兼容性 (6)
5.5 保护功能 (6)
5.6 通讯 (7)
5.7 自动开/关机 (7)
5.8 软启动 (7)
5.9 绝缘耐压性 (7)
5.10 外壳防护等级 (8)
6 试验方法 (8)
6.1 试验环境条件 (8)
6.2 机体和结构质量检查 (8)
6.3 性能指标试验 (8)
6.4 电磁兼容试验 (9)
6.5 保护功能试验 (9)
6.6 通讯接口试验 (12)
6.7 自动开/关机试验 (12)
6.8 软启动试验 (12)
6.9 绝缘耐压试验 (12)
6.10 环境试验 (12)
7 检验规则 (12)
7.1 检验分类 (12)
7.2 出厂检验 (13)
7.3 型式检验 (13)
8 标志、包装、运输、贮存 (14)
8.1 标志 (14)
8.2 包装 (14)
8.3 运输 (14)
8.4 贮存 (14)
附 录 A (15)
(资料性附录) (15)
表A 并网光伏发电专用逆变器技术参数表 (15)
附 录 B (17)
(资料性附录) (17)
防孤岛效应保护方案的选取 (17)
前言
为推动和规范我国并网光伏逆变器的发展，适应国际贸易、技术和经济交流的需要，以及促进我国并网光伏逆变器的产业化，特制定本认证技术规范。
本技术规范由北京鉴衡认证中心提出并归口。
本技术规范主要起草单位：合肥阳光电源有限公司、北京鉴衡认证中心、北京科诺伟业科技有限公司、北京日佳电源有限公司、中国科学院电工研究所、北京市计科能源新技术开发公司、尚德电力控股有限公司、全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会。
本技术规范主要参与单位：全国能源基础与管理标准化技术委员会、中国电力科学研究院、南京冠亚电源设备有限公司、中科院太阳光伏发电系统和风力发电系统质检中心、Intertek天祥集团、江苏林洋新能源有限公司、英利绿色能源控股有限公司、江苏兆伏新能源有限公司、艾思玛（北京）商贸有限公司、北京索英电气技术有限公司、上海太阳能科技有限公司、安徽继远电网技术有限责任公司、深圳市新天光电科技有限公司。
本技术规范主要起草人：曹仁贤、王宗、江燕兴、张光春、叶东嵘、赵为、张友权、张海波、闫华光、鲁延武、刘杰、孙耀杰、顾永亮、于波、郭丰。
并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法
1 范围
本技术规范规定了并网光伏发电专用逆变器的产品分类、术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存等。
本技术规范适用于连接到额定电压400V及以下低压配电系统的并网逆变器。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本标规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 2423.1 电工电子产品基本环境试验规程 试验A：低温试验方法
GB/T 2423.2 电工电子产品基本环境试验规程 试验B：高温试验方法
GB/T 2423.3 电工电子产品环境试验 第2部分 试验方法 试验Cab：恒定湿热试验
GB/T 2423.10 电工电子产品基本环境试验规程 试验Fc：振动（正弦）
GB/T 2829 周期检查计数抽样程序及抽样表(适用于生产过程稳定性的检查)
GB/T 3859.1 半导体变流器基本要求的规定
GB/T 3859.2 半导体变流器 应用导则
GB/T 3873 通信设备产品包装通用技术条件
GB 4208 外壳防护等级（IP代码）
GB/T 12325 电能质量 供电电压允许偏差
GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波
GB/T 15543 电能质量 三相电压允许不平衡度
GB/T 15945 电能质量 电力系统频率允许偏差
GB 17625.2 电磁兼容 限值 对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制
GB/Z 17625.3 电磁兼容 限值 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制
GB/T 17626.2 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验
GB/T 17626.3 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验
GB/T 17626.4 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
GB/T 17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验
GB/T 17626.6 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度
GB/T 17626.11 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
GB 17799.3 电磁兼容 通用标准 居住、商业和轻工业环境中的发射标准
GB 17799.4 电磁兼容 通用标准 工业环境中的发射标准
GB/T 19939 光伏系统并网技术要求
GB/T 20046 光伏（PV）系统电网接口特性
GB/T 20513 光伏系统性能监测 测量、数据交换和分析导则
GB/Z 19964 光伏发电站接入电力系统的技术规定
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本技术规范。
3.1
光伏并网逆变器 photovoltaic grid-connected inverter
将太阳能电池发出的直流电变换成交流电后馈入电网的设备。
注1：本规范提到的逆变器均指光伏并网逆变器；
注2：本规范规定的技术要求和试验方法不适用于AC MODULE中的逆变器。
3.2
逆变器交流输出端 inverter AC output terminal
逆变器、局部交流负载和电网之间的相互连接点。
3.3
最大功率点跟踪 maximum power point tracking (MPPT)
对跟随太阳能电池表面温度变化和太阳辐照度变化而产生出的输出电压与电流的变化进行跟踪控制，使方阵经常保持在最大输出的工作状态，以获得最大的功率输出。
3.4
孤岛效应 islanding
电网失压时，光伏系统仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。
3.5
计划性孤岛效应 intentional islanding
按预先配置的控制策略，有计划地发生孤岛效应。
3.6
非计划性孤岛效应 unintentional islanding
非计划、不受控地发生孤岛效应。
3.7
防孤岛效应 anti-islanding
禁止非计划性孤岛效应的发生。
注：非计划性孤岛效应发生时，由于系统供电状态未知，将造成以下不利影响：①可能危及电网线路维护人员和用户的生命安全；②干扰电网的正常合闸；③电网不能控制孤岛中的电压和频率，从而损坏配电设备和用户设备。 3.8
模拟电网 simulated utility
用来模拟公共电网的测试装置，其电压和频率可调。
3.9
品质因数 quality factor
防孤岛效应保护试验中试验负载谐振能力的评估指标。
Q可用下式表示：
注：在并联RLC谐振电路中，负载品质因数f
Q=
R
C
L
(1)
f
式中：
Q-负载品质因数；
f
R -负载电阻；
C -负载电容；
L -负载电感。
在已知并联RLC谐振电路消耗的有功、感性无功和容性无功的情况下，f Q 也可以表示为：
P P P Q qC qL f
×= ............... . (2)
式中：
qL P －电感L消耗的无功； qC P －电容C消耗的无功；
P －电阻R消耗的有功。
注意谐振情况下，qL qC P P =。
令q qC
P P =，由此，得到：
P P Q q f
= ............... . (3)
3.10
谐振频率 resonant frequency
并联RLC电路谐振时的频率。定义式如下：
LC
f π21= (4)
式中：
f -谐振频率；
L -负载电感； C -负载电容。
注：并联RLC电路谐振时，电路消耗的感性无功与容性无功相等，于是并联RLC谐振电路相当于纯电阻。
4 产品分类
4.1 产品型式
4.1.1 按并网类型可分为：
a) 单相逆变器； b) 三相逆变器。
4.1.2 按防护等级可分为：
a) 户内型； b) 户外型。
4.1.3 按并网方式分为：
a) 可逆流型； b) 不可逆流型。 4.2 输出功率型谱
逆变器输出功率额定值优先在下列数值中选取（单位kW ）。 4.2.1 单相逆变器单元
0.5；1.5；2.5；3；5；6；7；8；9。 4.2.2 三相逆变器单元
10；30；50；100；250；500；1000。
注：当用户要求并与制造厂协商后可以生产4.2所列数值以外的产品。
5 技术要求
5.1 使用条件
除非制造厂商/供货商与购买者之间另有协议，符合本规范的逆变器应能在5.1.1～5.1.2的使用条件下达到规定的性能要求。
5.1.1 正常使用的环境条件
a）使用环境温度：户内型为-20℃～+40℃，户外型为-25℃～+60℃（无阳光直射）；相对湿度≤ 90%，无凝露；
b）海拔高度≤1000m；海拔高度>1000m时，应按GB/T 3859.2规定降额使用；
c）无剧烈震动冲击, 垂直倾斜度≤5o；
d）工作环境应无导电爆炸尘埃, 应无腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸汽。
5.1.2 正常使用的电网条件
若无其他规定，符合本规范的逆变器在下列电网条件下，应能以正常方式运行：
a)公用电网谐波电压应不超过GB/T 14549中第4章规定的限值；
b)逆变器交流输出端三相电压不平衡度应不超过GB/T 15543规定的数值，允许值为2%，短时不
得超过4%。
c)电网电压允许偏差应符合GB/T 12325的规定。10kV及以下三相电压的允许偏差为额定电压的
±7%，220V单相电压的允许偏差为额定电压的+7%、-10%；
d)电网频率允许偏差应符合GB/T 15945，即偏差值允许±0.5Hz。
5.1.3 特殊使用条件
如果逆变器在异于5.1.1和5.1.2规定的条件下使用，用户应在订货时提出,并取得协议。
5.2 机体和结构质量
逆变器的结构和机柜本身的制造质量、主电路连接、二次线及电气元件安装等应符合下列要求： a）机架组装有关零部件均应符合各自的技术要求；
b）油漆电镀应牢固、平整，无剥落、锈蚀及裂痕等现象；
c）机架面板应平整，文字和符号要求清楚、整齐、规范、正确；
d）标牌、标志、标记应完整清晰；
e）各种开关应便于操作, 灵活可靠；
5.3 性能指标
5.3.1 逆变效率
逆变效率是并网逆变器的重要参数之一，逆变器最大效率应不低于94%，其实际最大效率值应在产品铭牌上明确标注。
5.3.2 并网电流谐波
逆变器在运行时不应造成电网电压波形过度畸变和注入电网过度的谐波电流，以确保对连接到电网的其他设备不造成不利影响。
逆变器带载（线性负载）运行时，电流谐波总畸变率限值为5%，奇次谐波电流含有率限值见表1，偶次谐波电流含有率限值见表2。
表1 奇次谐波电流含有率限值
奇次谐波次数 含有率限值（%）
3rd-9th 4.0
11th -15th 2.0 17th -21st 1.5 23rd -33rd 0.6 35th 以上
0.3
表2 偶次谐波电流含有率限值
偶次谐波次数 含有率限值（%）
2nd -10th 1.0 12th -16th 0.5 18th -22nd 0.375 24th -34th 0.15 36th 以上
0.075
注：由于电压畸变可能会导致更严重的电流畸变，使得谐波测试存在一定的问题。注入谐波电流不应
包括任何由未连接光伏系统的电网上的谐波电压畸变引起的谐波电流。满足上述要求的型式试验逆变器可视为符合条件，不需要进一步的检验。 5.3.3 功率因数(PF)
当逆变器的输出大于其额定输出的20%，平均功率因数应不小于0.85（超前或滞后），当逆变器的输出大于其额定输出的50%，平均功率因数应不小于0.95（超前或滞后）。
一段时期内的平均功率因数（PF ）公式为： 2
REACTIVE
2REAL
REAL
P
P
P PF +=
(5)
式中：
E REAL —有功功率； E REACTIVE —无功功率。
注1：在供电机构许可下，特殊设计以提供无功功率补偿的逆变器可超出此限值工作； 注2：用于并网运行而设计的大多数逆变器功率因数接近1。
5.3.4 工作电压
逆变器交流输出端单相电压的允许偏差为额定电压的+10%、-15%，三相电压的允许偏差为额定电压的±10%，超出此范围时用户应与制造商协商。电网额定电压：三相为380V ，单相为220V 。 5.3.5 工作频率
逆变器并网时应与电网同步运行。逆变器交流输出端频率的允许偏差为±0.5Hz ，电网额定频率为50Hz 。
5.3.6 直流分量
并网运行时，逆变器向电网馈送的直流电流分量应不超过其输出电流额定值的0.5%或5mA ，应取二者中较大值。 5.3.7 电压不平衡度
逆变器接入电网的公共连接点的三相电压不平衡度不超过GB/T 15543规定的限值，公共连接点的负序电压不平衡度应不超过2%，短时不得超过4%；逆变器引起的负序电压不平衡度不超过1.3%，短时不超过2.6%。 5.3.8 噪声
当输入电压为额定值时，在距离设备水平位置1m 处，用声级计测量满载时的噪声。户内型的噪声应不大于65dB ，户外型的噪声由用户和制造厂协议确定。
5.4 电磁兼容性
5.4.1 电压波动和闪烁
逆变器并网运行时在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁应不超过GB 17625.2（额定电流不大于16A的设备）或GB/Z 17625.3（额定电流大于16A的设备）规定的限值。
5.4.2 发射要求
a)在居住、商业和轻工业环境中正常工作的逆变器的电磁发射应不超过GB 17799.3规定的发射
限值；
b)连接到工业电网和在工业环境中正常工作的逆变器的电磁发射应不超过GB 17799.4规定的发
射限值。
5.4.3 抗扰度要求
5.4.3.1 静电放电抗扰度
静电放电抗扰度应符合GB/T 17626.2标准抗扰度等级3的要求，即空气放电8kV和接触放电6kV,试验结果应符合GB/T 17626.2标准第9条中b类要求。
5.4.3.2 射频电磁场辐射抗扰度
射频电磁场辐射抗扰度应采用GB/T 17626.3试验等级3的要求，试验场强10V/m，试验结果应符合GB/T 17626.3标准中a类要求。
5.4.3.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度
电快速瞬变脉冲群抗扰度应采用GB/T 17626.4试验等级3的要求，电源端2kV,信号控制端1kV，试验结果应符合GB/T 17626.4标准中b类要求。
5.4.3.4 浪涌（冲击）抗扰度
应对电源端口施加1.2/50us的浪涌信号，试验等级为线对线±1kV，线对地±2kV，试验结果应符合GB/T 17626.5标准中第9条b类要求。
5.4.3.5 射频场感应的传导骚扰抗扰度
传导抗扰度应采用GB/T 17626.6中试验等级3，试验结果应符合GB/T 17626.6标准中a类要求。5.4.3.6 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度
根据逆变器的预期工作环境，按GB/T 17626.11中附录B的规定选择试验等级，逆变器应能承受所选试验等级的电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验。
5.5 保护功能
5.5.1 电网故障保护
5.5.1.1 过/欠压保护
当逆变器交流输出端电压超出5.3.4节规定的电压范围时，逆变器应停止向电网供电，同时发出警示信号。此要求适用于多相系统中的任何一相。
本规范述及到的电压均指当地标称电压。
逆变器应能检测到异常电压并做出反应。电压的方均根值在逆变器交流输出端测量，其值应满足表3的条件。
表3 异常电压的响应
电压（逆变器交流输出端） 最大跳闸时间a
V＜0.5×V标称 0.1s
50% V标称≤V＜85% V标称 2.0s
85% V标称≤V≤110% V标称继续运行
110% V标称＜V＜135% V标称 2.0s
135% V标称≤V 0.05s
a 最大跳闸时间是指异常状态发生到逆变器停止向电网供电的时间。主控与监测电路应切实保持与电网的连接，从而继
续监视电网的状态，使得“恢复并网”功能有效。
5.5.1.2 过/欠频保护
当逆变器交流输出端电压的频率超出5.3.5节规定的频率范围时，逆变器应在0.2s内停止向电网供电，同时发出警示信号。
5.5.1.3 防孤岛效应保护
逆变器应具有防孤岛效应保护功能。若逆变器并入的电网供电中断，逆变器应在2s内停止向电网供电，同时发出警示信号。防孤岛效应保护方案的选取规则参见附录B。
5.5.1.4 恢复并网保护
由于超限状态导致逆变器停止向电网供电后，在电网的电压和频率恢复到正常范围后的20s到5min，逆变器不应向电网供电。
5.5.1.5 过流保护
逆变器对交流输出应设置过流保护。逆变器的过电流应不大于额定电流的150%，并在0.1s内停止向电网供电，同时发出警示信号。故障排除后，逆变器应能正常工作。
5.5.2 防反放电保护
当逆变器直流侧电压低于允许工作范围或逆变器处于关机状态时，逆变器直流侧应无反向电流流过。
5.5.3 极性反接保护
当光伏方阵的极性接反时，逆变器应能保护而不会损坏。极性正接后，逆变器应能正常工作。
5.5.4 过载保护
当光伏方阵输出的功率超过逆变器允许的最大直流输入功率时，逆变器应自动限流工作在允许的最大交流输出功率处，在持续工作7小时或温度超过允许值的任何一种情况下，逆变器应停止向电网供电。恢复正常后，逆变器应能正常工作。
注：具有最大功率点跟踪控制功能的光伏并网逆变器，其过载保护通常采用将工作点偏离光伏方阵的最大功率点的方法。
5.6 通讯
逆变器应设置本地通讯接口。
5.7 自动开/关机
逆变器应能根据日出和日落的日照条件，实现自动开机和关机。
5.8 软启动
逆变器启动运行时，输出功率应缓慢增加即输出功率变化率应可调，且上不超过1000W/s。输出电流无冲击现象。功率不小于100kW的并网逆变器的启动应符合GB/Z 19964相关章节的规定。
5.9 绝缘耐压性
5.9.1 绝缘电阻
逆变器的输入电路对地、输出电路对地以及输入电路与输出电路间的绝缘电阻应不小于1M?。绝缘电阻只作为绝缘强度试验参考。
5.9.2 绝缘强度
逆变器的输入电路对地、输出电路对地以及输入电路对输出电路应承受50Hz的正弦交流电压1min，试验电压的方均根值见表4，不击穿，不飞弧，漏电流<20mA。
试验电压应从零开始，以每级为规定值的5%的有级调整方式上升至规定值后，持续1min。
表4 绝缘强度试验电压
额定电压ＵN (V)试验电压 (V)
ＵN≤ 601000
60＜ＵN≤ 3002000
300＜ＵN≤6902500
注1：整机绝缘强度按上述指标仅能试验一次。用户验收产品时如需要进行绝缘强度试验，应将上列试验电压降低25%进行；
注2：不带隔离变压器的逆变器不需要进行输入电路对输出电路的绝缘强度测试。
5.10 外壳防护等级
应符合GB 4208规定。户内型应不低于IP20；户外型应不低于IP65。
6 试验方法
以下试验方法以单相并网逆变器说明，三相并网逆变器可以此参照进行。
注1：以下试验方法中100%额定交流输出功率通过提供给逆变器足够的输入功率来获得，（50～66）%额定交流输出功率通过调节直流输入源来获得，（25～33）%额定交流输出功率通过控制策略限制逆变器的输出来获得；
注2：若允许输出的最小功率大于额定交流输出功率的33%，用允许输出的最小功率进行试验。
6.1 试验环境条件
除非另有规定,测量和试验在以下条件下进行：
a）温度：15℃～35℃；
b）相对湿度：45%～75%；
c）气压：86kPa～106kPa。
6.2 机体和结构质量检查
按5.2规定进行目检和操作试验。
6.3 性能指标试验
6.3.1 性能指标的试验平台
图1给出了逆变器性能指标试验的参考电路，部分保护功能的试验平台也可参照此电路。测试要求如下：
a)模拟电网应符合5.1.2规定，且容量宜大于被测逆变器额定功率的5倍；
b)被测逆变器的直流输入源应为光伏方阵或光伏方阵模拟器，若条件允许，最好为光伏方阵；
直流输入源应至少能提供被测逆变器最大直流输入功率的1.5倍，且直流输入源的输出电压应与被测逆变器直流输入电压的工作范围相匹配，试验期间输出电压波动应不超过±5%；
c)如果被测逆变器有指定的直流输入源，但该输入源不能提供试验中规定的逆变器的输出功率，
应在输入电源能够提供的范围内进行测试。
注1：R为可调电阻，功率与逆变器额定功率相当；
注2：K1为逆变器的网侧分离开关。
图1 性能指标试验平台
6.3.2 逆变效率试验
η）发生时逆变器输出功率占额定功率的百分比（x%）由制造商与用户协议确最大逆变效率（
max
η。其值应符合5.3.1规定。
定。在逆变器输出x%额定功率时，测量其直流输入功率，计算出
max
6.3.3 并网电流谐波试验
按图1接线，试验分别在逆变器输出为额定功率的（25～33）%、（50～66）%和100%处进行，用电能质量分析仪测量出电流谐波总畸变率和各次谐波电流含有率。其值应符合5.3.2规定。
6.3.4 功率因数测定试验
按图1接线，当逆变器输出达到额定功率20%、50%时，用电能质量分析仪或功率因数表测量出的功率因数（PF）值应符合5.3.3规定。
6.3.5 直流分量试验
按图1接线，逆变器正常运行时，测量其输出交流电流中的直流电流分量，其值应符合5.3.6规定。
6.3.6 电压不平衡度试验
按图1接线，逆变器正常运行时，侧量其公共连接点的三相电压不平衡度，其值应符合5.3.7规定。
6.3.7 噪声试验
当输入电压为额定值时，在距离设备1m处用声级计测量其满载时的噪声应符合5.3.7规定。
6.4 电磁兼容试验
6.4.1 电压波动和闪烁试验
并网运行时逆变器在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁按GB 17625.2（额定电流不大于16A 的设备）或GB/Z 17625.3（额定电流大于16A的设备）规定的方法测量。
6.4.2 发射试验
a)在居住、商业和轻工业环境中正常工作的逆变器的电磁发射试验按GB 17799.3规定的方法进
行；
b)连接到工业电网和在工业环境中正常工作的逆变器的电磁发射试验按GB 17799.4规定的方法
进行。
6.4.3 抗扰度试验
6.4.3.1 静电放电抗扰度试验
检验5.4.3.1静电放电抗扰度，按GB/T 17626.2规定的方法进行。
6.4.3.2 射频电磁场辐射抗扰度试验
检验5.4.3.2射频电磁场辐射抗扰度，按GB/T 17626.3规定的方法进行。
6.4.3.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
检验5.4.3.3电快速瞬变脉冲群抗扰度，按GB/T 17626.4规定的方法进行。
6.4.3.4 浪涌（冲击）抗扰度试验
检验5.4.3.4浪涌（冲击）抗扰度，按GB/T 17626.5规定的方法进行。
6.4.3.5 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验
检验5.4.3.5射频场感应的传导骚扰抗扰度，按GB/T 17626.6规定的方法进行。
6.4.3.6 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
检验5.4.3.6电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度，按GB/T 17626.11规定的方法进行。
6.5 保护功能试验
6.5.1 电网故障保护试验
6.5.1.1 过/欠压保护试验
按图1接线，试验分别在逆变器输出为额定功率的（25～33）%、（50～66）%和100%处进行，分别往正、负方向调整模拟电网的输出电压直至逆变器停止向电网供电，记录下的动作时间以及动作时的电压应符合5.5.1.1规定。
6.5.1.2 过/欠频保护试验
按图1接线，试验分别在逆变器输出为额定功率的（25～33）%、（50～66）%和100%进行，分别往正、负方向调整模拟电网的输出频率直至逆变器停止向电网供电，记录下的动作时间以及动作时的频率应符合5.5.1.2规定。
6.5.1.3 防孤岛效应保护试验
图2 防孤岛效应保护试验平台
图2给出了防孤岛效应保护试验平台，K1为被测逆变器的网侧分离开关，K2为被测逆变器的负载分离开关。负载采用可变RLC谐振电路，谐振频率为被测逆变器的额定频率（50/60Hz），其消耗的有功功率与被测逆变器输出的有功功率相当。试验应在表5规定的条件下进行。
注：由于电网从逆变器吸收有功功率和无功功率的不确定性，该项试验使用实际电网比模拟电网更具有说服力。
表5 防孤岛效应保护的试验条件
条件 被测逆变器的输出功率P EUT被测逆变器的输入电压a 被测逆变器跳闸设定值 A 100%额定交流输出功率 >直流输入电压范围的90% 制造商规定的电压和频
率跳闸值
B （50～66）%额定交流输出功率 直流输入电压范围的50%±10% 设定电压和频率跳闸值
为额定值
C （25～33）%额定交流输出功率<直流输入电压范围的10% 设定电压和频率跳闸值
为额定值
a 若直流输入电压范围为X～Y，则（直流输入电压范围的90%）=X+0.9*（Y-X）。
试验步骤如下：
a）闭合K1，断开K2，启动逆变器。通过调节直流输入源，使逆变器的输出功率P EUT等于额定交流输出功率，并测量逆变器输出的无功功率Q EUT；
b）使逆变器停机，断开K1；
c）通过以下步骤调节RLC电路使得Q f=1.0±0.05；
①RLC电路消耗的感性无功满足关系式：Q
L=Q f*P EUT=1.0*P EUT；
②接入电感L，使其消耗的无功等于Q L；
③并入电容C，使其消耗的容性无功满足关系式：Q C+Q L=- Q EUT；
④最后并入电阻R，使其消耗的有功等于P EUT。
d）闭合K2接入RLC电路，闭合K1，启动逆变器，确认其输出功率符合步骤a）的规定。调节R、L、C，直到流过K1的基频电流小于稳态时逆变器额定输出电流的1%；
e）断开K1，记录K1断开至逆变器输出电流下降并维持在额定输出电流的1%以下之间的时间；
f）调节有功负载（电阻R）和任一无功负载（L或C）以获得表6中阴影部分参数表示的负载不匹配状况；表6中的参数表示的是偏差的百分比，符号表示的是图2中流经开关K1的有功功率流和无功功率流的方向，正号表示功率流从逆变器到电网；每次调节后，都应记录K1断开至逆变器输出电流下降并维持在额定输出电流的1%以下之间的时间；若记录的时间有任何一项超过步骤e）中记录的时间，则表6中非阴影部分参数也应进行试验；
g）对于试验条件B和C，调节任一无功负载（L或C），使之按表7的规定每次变化1%。表7中的参数表示的是图2中流经开关K1的无功功率流的方向，正号表示功率流从逆变器到电网；每次调节后，记录K1断开至逆变器输出电流下降并维持在额定输出电流的1%以下之间的时间；若记录的时间呈持续上升趋势，则应继续以1%的增量扩大调节范围，直至记录的时间呈下降趋势。
h）以上步骤中记录的时间都应符合5.5.1.3的规定，否则即判定试验不通过。
表6 试验条件A情况下的负载不匹配状况
试验中负载消耗的有功功率、无功功率与额定值的偏差百分比（%）
-10，+10 -5，+10 0，+10 +5 +10，+10
-10，+5 -5，+5 0，+5 +5，+5 +10，+5
-10，0 -5，0 +5，0 +10，0
-10，-5 -5，-5 0，-5 +5，-5 +10，-5
-10，-10 -5，-10 0，-10 +5，-10 +10，-10
表7 试验条件B和试验条件C情况下的负载不匹配状况
试验中负载消耗的有功功率、无功功率与额定值的偏差百分比（%）
0，-5
0，-4
0，-3
0，-2
0，-1
0，1
0，2
0，3
0，4
0，5
6.5.1.4 恢复并网试验
由于超限状态导致逆变器停止向电网供电，再到电网恢复正常后，逆变器工作状态和恢复并网时间应符合5.5.1.4规定。
6.5.1.5 过流保护试验
使逆变器工作电流超过额定值50%时，逆变器应能自动保护，且其输出电流和停止向电网供电的时间应符合5.5.1.5规定。
6.5.2 防反放电保护试验
降低逆变器直流输入电压，使逆变器处于关机状态，电流表测量逆变器直流侧电流应为零。
6.5.3 极性反接保护试验
按图1接线，该项试验中直流输入源应采用光伏方阵或光伏方阵模拟器。在试验使用光伏方阵模拟器的情况下，应调节模拟器使其输出电压为逆变器的最大额定输入电压，且使其输出电流不超过逆变器额定输入电流的1.5倍。
将光伏方阵或光伏方阵模拟器反接，逆变器应能自动保护；1min后再将其正确接入，逆变器应能正常工作。
6.5.4 过载保护试验
按图1接线，调节直流输入源，使其输出功率超过逆变器允许的最大直流输入功率，逆变器的工作状态应符合5.5.4规定。
6.6 通讯接口试验
检查逆变器是否通讯正常。
6.7 自动开/关机试验
通过改变逆变器输入直流电压的大小来模拟日出和日落的日照条件，逆变器应按5.7规定自动开机和关机。
具体步骤如下：按图1接线，调节直流输入源，使直流侧电压从低于逆变器的允许直流电压工作范围下限的电压处开始增加，当直流侧电压高于允许范围的下限时，逆变器应能自动开机；待逆变器工作稳定后，调节直流输入源使直流侧电压下降到低于允许范围的下限时，逆变器应能自动关机。6.8 软启动试验
逆变器启动运行时工作状态应符合5.8规定。
6.9 绝缘耐压试验
6.9.1 绝缘电阻和绝缘强度试验之前，应将所有不能承受高压的元器件从电路中予以排除。
6.9.2 绝缘电阻测定试验
用兆欧表或绝缘电阻测试仪以1000V试验电压分别测量逆变器的输入电路对地、输出电路对地以及输入电路与输出电路间的绝缘电阻值。其值应符合本规范中5.9.1规定。测量绝缘电阻合格后，才能进行绝缘强度试验。
6.9.3 绝缘强度测定试验
用耐压测试仪分别对逆变器的输入电路对地、输出电路对地以及输入电路对输出电路按5.9.2规定进行试验，并符合5.9.2要求。
6.10 环境试验
6.10.1 低温工作试验
试验方法按GB/T 2423.1中“试验A”进行。产品无包装，在试验温度为(-20±3)℃(户内型)或(-25±3)℃(户外型)的条件下，通电加额定负载保持2h，在标准大气条件下恢复2h后，逆变器应能正常工作。
6.10.2 高温工作试验
试验方法按GB/T 2423.2中“试验B”进行。产品无包装，在试验温度为(40±2)℃(户内型)或(60±2)℃(户外型)条件下，通电加额定负载保持2h，在标准大气条件下恢复2h后，逆变器应能正常工作。
6.10.3 恒定湿热试验
试验方法按GB/T2423.3进行。产品在试验温度为(40±2)℃(户内型)或(60±2)℃(户外型)，相对湿度(90±3)%恒定湿热条件下，无包装，不通电，经受48h试验后，取出样品，在正常环境条件下恢复2h后，逆变器应能正常工作。
7 检验规则
7.1 检验分类
产品检验分出厂检验和型式检验，检验项目见表5。
表5 出厂检验和型式检验的项目
序号 检验项目 型式检验 出厂检验 试验方法
1 机体和结构质量 √ √ 6.2
2 逆变效率试验 √ √ 6.3.2
3 并网电流谐波试验 √ √ 6.3.3
4 功率因数测定试验 √ √ 6.3.4
序号 检验项目 型式检验 出厂检验 试验方法
5 直流分量试验 √ 6.3.5
6 电压不平衡度 √ 6.3.6
7 噪声试验 √ 6.3.7
8 电压波动和闪烁试验 √ 6.4.1
9 发射试验 √ 6.4.2
10 静电放电抗扰度试验 √ 6.4.3.1
11 射频电磁场辐射抗扰度试验√ 6.4.3.2
12 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 √ 6.4.3.3
13 浪涌（冲击）辐射抗扰度试验√ 6.4.3.4
14 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验 √ 6.4.3.5
15 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验√ 6.4.3.6
16 过/欠压试验 √ √ 6.5.1.1
17 过/欠频试验√ 6.5.1.2
18 防孤岛效应保护试验 √ √ 6.5.1.3
19 恢复并网试验 √ 6.5.1.4
20 过流保护试验 √ 6.5.1.5
21 防反放电保护试验 √ √ 6.5.2
22 极性反接保护试验 √ √ 6.5.3
23 过载保护试验 √ √ 6.5.4
24 通讯接口 √ √ 6.6
25 自动开关机 √ √ 6.7
26 软启动 √ √ 6.8
27 绝缘电阻测定 √ 6.9.2
28 绝缘强度测定 √ √ 6.9.3
29 低温工作试验 √ 6.10.1
30 高温工作试验 √ 6.10.2
31 恒定湿热试验 √ 6.10.3
32 防护等级试验 √ GB 4208
7.2 出厂检验
每台逆变器都应进行出厂检验。一台中有一项性能不符合要求，即为不合格，应返工后复试，复试仍不合格，则为检验不合格。检验合格后，填写检验记录并且发给合格证方能出厂。
7.3 型式检验
7.3.1 当有下列情况之一时，应进行型式检验：
a)新产品鉴定；
b)正式生产后, 结构、材料、工艺有较大改变，足以影响产品性能时；
c)批量生产的产品，每隔3年进行一次型式检验；
d)产品停产2年后恢复生产时；
e)国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。
7.3.2 抽样方法及判定规则
进行型式检验的样品，应在经过出厂检验合格的产品中随机抽取，其数量为2台，按GB/T 2829标准规定进行。抽样采用判别水平为Ⅰ的一次抽样方案，产品质量以不合格数表示，不合格质量水平取
RQL=120。
8 标志、包装、运输、贮存
8.1 标志
8.1.1 产品标志
逆变器的适当位置应有铭牌。铭牌内容如下：
a)产品名称；
b)产品型号；
c)技术参数：
额定交流输出功率（kW）；
最大逆变效率（%）；
直流输入电压范围（V）；
标称交流电压范围（V）；
防护等级。
d)出厂编号；
e)制造日期；
f)制造厂名。
8.1.2 包装标志
逆变器的外包装上有收发货标志、包装储运标志和警示标志，按GB/T 191的有关规定执行。 8.2 包装
8.2.1 随同产品供应的技术文件：
a)安装说明书；
b)产品使用说明书；
c)技术指标及参数；
d)产品质量合格证；
e)保修卡；
f)用户意见调查表；
注：产品技术参数表参见附录A。
8.2.2 产品包装
产品包装应符合GB/T 3873的有关规定。
8.3 运输
逆变器在运输过程中不应有剧烈震动、冲击和倒放。
8.4 贮存
产品使用前应放在原包装箱内，存放在空气流通，周围环境不低于-40℃，相对湿度不大于90％，无有害气体和易燃、易爆物品及有腐蚀性物品的仓库里，并且不应受到强烈机械振动、冲击和强磁场作用。
附 录 A (资料性附录)
表A 并网光伏发电专用逆变器技术参数表
制造厂家 型号
推荐最大光伏方阵功率（kWp） 最大直流输入功率（kW） 最大方阵开路电压（V） 最大方阵输入电流（A） 直流输入电压范围（V） 直流输入
MPPT 范围（V）
额定交流输出功率（kW） 最大交流输出功率（kW） 工作电压范围(V±%) 工作频率范围（Hz±%） 最大逆变器效率（%）
额定负载25%、50%、100%的效率（%） 功率因数
电流总谐波畸变率THD（%） 夜间自耗电（W） 交流输出 噪音（dB）
过/欠压保护（有/无） 过/欠频保护（有/无） 防孤岛效应保护（有/无） 过流保护（有/无） 防反放电保护（有/无） 极性反接保护（有/无） 保护功能 过载保护（有/无） 绝缘电阻 绝缘强度 安全要求 外壳防护等级
通讯接口
电压波动和闪烁 发射
静电放电抗扰度 射频电磁场辐射抗扰度 电快速瞬变脉冲群抗扰度 电磁兼容
浪涌（冲击）辐射抗扰度
表A（续）
射频场感应的传导骚扰抗扰度 电磁兼容 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度
长×宽×高（mm） 尺寸 重量（Kg）
产品说明书（有/无） 用户手册（有/无） 产品合格证（有/无） 文件要求
保修卡（有/无）
测试认证机构（附测试认证报告复印件）
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)
500kW光伏发电并网逆变器技术规范
500kW光伏发电并网逆变器技术规范 1 概述 本技术规范规定了500kW光伏发电并网逆变器(以下简称光伏逆变器)的环境条件、基本参数、技术要求、检验规则、验收规范等。 本技术规范适用于500kW光伏发电并网逆变器(以下简称光伏逆变器)的制造、出厂检验及验收。 2 引用标准 GB/T 191-1990 包装储运图示标准 GB/T 3859.1-93 半导体变流器基本要求的规定 GB/T 3859.2-93 半导体变流器应用导则 GB/T 3859.3-93 半导体变流器变压器和电抗器 GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差 GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变 GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波 GB/T 15543-2008 电能质量三相电压允许不平衡度 GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差 GB/T 18481-2001 电能质量暂时过电压和瞬态过电压 GB/T 13422-1992 半导体电力变流器电气试验方法 GB/T 18479-2001 地面用光伏(PV)发电系统概述和导则 GB/T 19064-2003 家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法 GB-Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定 GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求 GB/T 20046-2006 光伏(PV)系统电网接口特性 CNCA/CTS 0004-2009 《400V以下低压并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》
3使用环境条件 光伏逆变器的使用环境条件如表1所示。 表1 使用环境条件 4 基本参数 光伏逆变器的基本参数如表2所示。 表2 基本参数 5 技术要求 a)输出电压变化范围：不应超过额定值的±10%; b)输出频率范围：光伏逆变器应与电网同步运行，输出频率偏差不应超过±0.5Hz; c)输出电压波形畸变率及各次谐波满足国标GB/T14549-1993《电能质量-公用电网谐波》的要求;
(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
光伏发电逆变器技术规范
光伏发电逆变器技术规范
500kW光伏发电并网逆变 器 技术规范 （试验中心用）
500kW光伏发电并网逆变器技术规范 1 概述 本技术规范规定了500kW光伏发电并网逆变器（以下简称光伏逆变器）的环境条件、基本参数、技术要求、检验规则、验收规范等。 本技术规范适用于500kW光伏发电并网逆变器（以下简称光伏逆变器）的制造、出厂检验及验收。 2 引用标准 GB/T 191-1990 包装储运图示标准 GB/T 3859.1-93 半导体变流器基本要求的规定 GB/T 3859.2-93 半导体变流器应用导则 GB/T 3859.3-93 半导体变流器变压器和电抗器 GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差 GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变 GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波 GB/T 15543-2008 电能质量三相电压允许不平衡度 GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差 GB/T 18481-2001 电能质量暂时过电压和瞬态过电压 GB/T 13422-1992 半导体电力变流器电气试验方法 GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）发电系统概述和导则 GB/T 19064-2003 家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法 GB-Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定 GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求 GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性 CNCA/CTS 0004-2009 《400V以下低压并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》 3使用环境条件
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。
光伏并网逆变器控制与仿真设计
光伏并网逆变器控制与仿真设计 为了达到提高光伏逆变器的容量和性能目的，采用并联型注入变换技术。根据逆变器结构以及光伏发电阵电流源输出的特点，选用工频隔离型光伏并网逆变器结构，并在仿真软件PSCAD中搭建光伏电池和逆变器模型，最后通过仿真与实验验证了理论的正确性和控制策略的可行性。 ?近年来，应用于可再生能源的并网变换技术在电力电子技术领域形成研究热点。并网变换器在太阳能光伏、风力发电等可再生能源分布式能源系统中具有广阔发展前景。太阳能、风能发电的重要应用模式是并网发电，并网逆变技术是太阳能光伏并网发电的关键技术。在光伏并网发电系统中所用到的逆变器主要基于以下技术特点：具有宽的直流输入范围；具有最大功率跟踪（MPPT）功能；并网逆变器输出电流的相位、频率与电网电压同步，波形畸变小，满足电网质量要求；具有孤岛检测保护功能；逆变效率高达92％以上，可并机运行。逆变器的主电路拓扑直接决定其整体性能。因此，开发出简洁、高效、高性价比的电路拓扑至关重要。 ?1 逆变器原理 ?该设计为大型光伏并网发电系统，据文献所述，一般选用工频隔离型光伏并网逆变器结构，如图1所示。光伏阵列输出的直流电由逆变器逆变为交流电，经过变压器升压和隔离后并入电网。光伏并网发电系统的核心是逆变器，而电力电子器件是逆变器的基础，虽然电力电子器件的工艺水平已经得到很大的发展，但是要生产能够满足尽量高频、高压和低EMI的大功率逆变器时仍有很大困难。所以对大容量逆变器拓扑进行研究是一种具有代表性的解决方案。作为太阳能光伏阵列和交流电网系统之间的能量变换器，其安全性，可靠性，逆变效率，制造成本等因素对于光伏逆变器的发展有着举足轻
光伏发电并网逆变器毕业论文
目录 第一章绪论 - 1 - 1.1太阳能及其光伏产业 - 1 - 1.2太阳能光伏发电的发展史 - 1 - 1.3光伏发电并网逆变器研究的目的 - 2 - 1.4光伏发电并网逆变器研究的意义 - 3 - 第二章光伏发电并网逆变控制器系统的理论分析 - 4 - 2.2逆变器的电路原理 - 4 - 2.2.1 逆变器的电路原理 - 4 - 2.2.2 逆变器的逆变传统技术 - 5 - 2.2.3 逆变器的SPWM控制技术 - 7 - 2.3 并网逆变 - 7 - 2.3.1电路结构 - 7 - 2.3.2 系统的总体方案 - 7 - 2.3.3 前级电路的工作原理 - 8 - 2.3.4主电路中参数的选取 - 9 - 2.3.5光伏系统最大功率跟踪的方法 - 10 - 2.3.6 逆变器驱动电路 - 11 - 第三章硬件电路的设计 - 12 - 3.1直流侧欠电压检测电路 - 12 - 3.2直流侧过电压检测电路 - 12 - 3.2直流侧过电压检测电路 - 13 - 第四章系统软件设计 - 14 - 4.1 软件设计的目的 - 14 - 4.2 基于AT89C51的系统软件设计 - 14 - 4.3 系统的主程序流程图 - 14 - 4.4 市电检测和光伏发电系统投切程序设计 - 15 - 4.5 逆变电路控制程序设计 - 16 -
4.6 中断与键盘子程序的设计 - 17 - 结论 - 19 - 参考文献 - 20 - 致谢 - 21 - 附录 - 22 - 光伏并网发电逆变控制器的设计 摘要 恶化的环境和世界传统能源的枯竭，促进了新能源的研究和发展。太阳能资源具有可持续发展的特点受到了很多国家的重视，为了发挥太阳能的作用，刺激太阳能产业的发展，许多国家出台了新能源法。其中，太阳能发电有深刻的理论意义和现实意义，仅在过去五年，数千兆瓦的太阳能并网电站得以安装。光伏并网逆变器、光伏阵列和太阳能电池是整个光伏并网发电系统的核心。 本文根据光伏发电阵列和逆变器结构特点，提出了依赖于DC-DC与DC-AC两级并网逆变器结构。由于DC-DC和DC-AC电路的相互具有独立的特性，分别分析了DC-DC和DC-AC，其中，重点分析的是DC-AC的工作原理。本文的重点是对并网逆变控制器进行设计，包括有逆变器的驱动电路设计、逆变器驱动电路的软件编程以及并网过程中直流侧欠电压、直流侧过电压、交流侧电流等硬件电路的设计。此外，该设计对主电路元件的参数的选择、系统的最大功率跟踪方法进行了详细的分析。 关键词光伏并网；逆变器；太阳能；最大功率点跟踪 PV grid power inverter controller design Abstract Deteriorating world environment and traditional energy depletion, prompted the development of new energy and development.Sustainable development of solar energy resources by the national attention, countries have introduced new energy law play a role in fueling the development of solar energy.Among them, grid-connected PV has profound theoretical and practical significance, in the past five years alone, the photovoltaic power station installed total has reached thousands of MW. Connected PV array and grid photovoltaic grid-connected inverter is the key to the entire grid-connected PV system. Based on the inverter structure and array of photovoltaic power generation characteristics, based on the structure of the DC-DC and DC-AC two grid inverter.Based on the relative independence of the DC-DC and
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。
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
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
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
一文看懂光伏逆变器工作原理!
一文看懂光伏逆变器工作原理！ 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。 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本，也增加了系统的可靠性。同时，在组串间引人"主-从"的概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。 最新的概念为几个逆变器相互组成一个"团队"来代替"主-从"的概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。
光伏并网逆变器拓扑结构的研究
光伏并网逆变器拓扑的研究 陈德双，陈增禄 （西安工程大学电子信息学院，西安 710048） 摘要：本文介绍了多种光伏并网逆变器常用的拓扑方案，分析了各自拓扑结构的特点、功率及适用场合，对逆变器的选型与设计提供了借鉴和参考。 关键词：光伏并网；并网逆变器；拓扑结构；Buck-boost ；三相 1 引言 跨入21世纪之后，全球正在面临能源危机，新能源已经成为世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能光伏发电技术作为新能源的重要一员得到了持续的发展。 太阳能光伏发电系统可区分为两大类：一是独立系统，二是并网系统。独立系统是由太阳能电池直接给负载提供功率，多用于向偏远无电地区供电，易受到诸如时间和季节的影响。独立系统结构图如图1-1所示。 图1-1 独立系统结构图 随着电力电子技术的进步和控制理论的发展，光伏并网发电已经成为太阳能利用的主要形式。并网发电系统的特点是通过控制逆变器，直接将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电，输向电网，如图1-2所示。寻求高性能、低造价的光伏材料和器件以减小光伏发电系统的自身损耗是其研究热点之一。作为光伏阵列与电网系统间进行能量变换的逆变器，其安全性、可靠性、逆变效率、制造成本等因素对发电系统的整体投资和收益具有举足轻重的地位。因此，对于拓扑结构的合理选择、提高系统效率和降低生产成本有着极其重要的意义。 图1-2 并网发电系统结构图 太阳光
2 光伏并网逆变器拓扑方案 并网逆变器作为并网发电系统进行电能变换的核心，具体电路拓扑众多，根据直流侧电源性质的不同可分为两种：电压型逆变器和电流型逆变器，结构如图2-1。电流型逆变器，其直流侧输入为电流源，需要串联一大电感提供较为稳定的直流电流输入，但此大电感会导致系统动态响应差，因此当前世界范围内大部分并网逆变器均采用直流侧以电压源为输入的电压型逆变器。 根据逆变器的输入端和输出端是否隔离，可将逆变器分为隔离型和非隔离型。隔离型逆变器一般都采用变压器进行隔离。隔离型逆变器又可分为高频变压器型和工频变压器型。也可以根据功率变换的级数将逆变器分为单级式和多级式。 图2-1 按直流侧电源性质分类的并网逆变器结构图 2.1 按是否隔离分类 工频变压器型逆变器采用一级DC/AC 主电路，变压器置于逆变器与电网之间，如图2-2所示。这种方式可有效阻止逆变器输出波形中的直流分量注入电网，减少对电网的污染。 图2-2 工频变压器型逆变器拓扑 高频变压器型逆变器采用两级或多级变换实现并网逆变。以两级变换为例，如图2-3所示。前级将直流电压斩波为高频脉冲，通过高频变压器后整流，后级通过逆变器并网。 电压型逆变器 s s
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的设备,就是太阳能光伏发电站不可缺少的重要组成部分。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的介绍与分析。 1. 并网逆变器在光伏电站中的作用 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,而并网发电系统的基本特点就就是太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。 1、1 并网光伏电站的基本结构 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的综合体现,它就是光伏并网发电系统中不可缺少的关键部分。并网逆变器的主要功能就是: ◆最大功率跟踪 ◆DC-AC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的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DC-AC-DC-AC的电路结构,设计较为复杂,采用较多的功率开关器件,因此损耗较大。 ◆低频变压器型 采用DC-AC-AC的电路结构,电路简单,采用普通工频变压器,具有较好的电气安全性,但效率较低。 ◆无变压器型 采用DC-AC的电路结构,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的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)的电压范围,一般小于逆变器允许的最大直流输入电压,设计电池组件的输出电压应当在MPP电压范围之内。 e、直流输入最大功率 大于逆变器的额定输出功率,即通常所说的“逆变器功率”。为了充分利用逆变器的容量,设计接入并网逆变器的电池组件的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的直流回路数目。 g、额定输出电压 在规定的输入条件下,逆变器应输出的电压值。电压波动范围一般应:单相220V±5%,三相380±5%。 h、额定输出功率 在规定的输出频率与负载功率因数下,逆变器应输出的额定电流值。 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的电网频率,而且当电网的频率与相位有微小波动时,逆变器输出的交流电应自动追踪电网的频率与相位。当检测到电网频率波动过大,逆变器将自动切离电网。我国的市电频率为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,输出电压的最大谐波含量应≤10%。 k、过载能力 在规定的条件下,在较短时间内,逆变器输出超过额定电流值的能力。逆变器
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：
光伏并网逆变器选型细则
并网逆变器选型细则 并网逆变器是将太阳能直流电转换为可接入交流市电的设备，是太阳能光伏发电站不可缺少的重要组成部分。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的介绍和分析。 1．并网逆变器在光伏电站中的作用 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，而并网发电系统的基本特点就是太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。 1.1 并网光伏电站的基本结构 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、计算机及半导体等多种技术相互渗透与有机结合的综合体现，它是光伏并网发电系统中不可缺少的关键部分。并网逆变器的主要功能是： ◆最大功率跟踪 ◆DC-AC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的主要区别在于安全性和效率两个方面。以下对三种类型逆变器做简单介绍： ◆高频变压器型 采用DC-AC-DC-AC的电路结构，设计较为复杂，采用较多的功率开关器件，因此损耗较大。 ◆低频变压器型 采用DC-AC-AC的电路结构，电路简单，采用普通工频变压器，具有较好的电气安全性，但效率较低。
◆无变压器型 采用DC-AC的电路结构，无电气隔离，电压范围较窄，但是损耗小、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的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）的电压范围，一般小于逆变器允许的最大直流输入电压，设计电池组件的输出电压应当在MPP电压范围之内。 e. 直流输入最大功率 大于逆变器的额定输出功率，即通常所说的“逆变器功率”。为了充分利用逆变器的容量，设计接入并网逆变器的电池组件的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的直流回路数目。 g. 额定输出电压 在规定的输入条件下，逆变器应输出的电压值。电压波动范围一般应：单相220V±5%，三相380±5%。 h. 额定输出功率 在规定的输出频率和负载功率因数下，逆变器应输出的额定电流值。 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的电网频率，而且当电网的频率和相位有微小波动时，逆变器输出的交流电应自动追踪电网的频率和相位。当检测到电网频率波动过大，逆变器将自动切离电网。我国的市电频率为50Hz，并网逆变器频率波动范围一般在±3%以内。