光伏逆变器简介(完整版)(1).ppt
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《太阳能光伏发电技术》课件——6.逆变器
中功率逆变器 （5-50KW）
大功率逆变器 （>50KW）
4、按逆变器输出能量的去向分类
有源逆变器 无源逆变器
有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。 无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
三、逆变器的分类
5、按逆变器输出电压的波形分类
方波逆变器
阶梯波逆变器
正弦波逆变器
三、逆变器的分类
光伏逆变器
离网型逆变器 并网箱逆变器
集中并网逆变器 组串式并网逆变器
微型并网逆变器 双向并网逆变器
6.2逆变器的结构与工作原理
逆变器的结构与工作原理
一、逆变器的基本结构
DC入
输入电路
DC
AC
主逆变电路
输出电路
AC出
辅助电路
控制电路
逆变器的基本电路结构图
保护电路
一、逆变器的基本结构
1、输入电路
作用：为主逆变电路提供可确保其正常工作的直流工作电压。
光伏逆变器是光伏发电系统必不可少的一部分。
一、控制器的功能
主要作用
将直流电转换为交流电
自动运行和停机 防孤岛效应
其他作用
最大功率点跟踪（MPPT）控制 电网检测及并网
一、控制器的功能
1、自动运行和停机作用
辐射强度
太阳能电池输出
达到所需 输出功率
逆变器主动开始运转
只需太阳能电池组件的输出功率大于逆变器任务所需的输出功率，逆变器就继续运转；
• 对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电。
一、控制器的功能
4、电网检测及并网
电网取电
检测 电压 频率 相序
调整并网逆 器发电参数
并网发电
光伏逆变器全面分析ppt课件
2
一、什么是逆变器？
Omnik 欧姆尼克 I 3
直流-电压
太阳能逆变器
IGBT
Sinusfilter 交流-电压
380 V 50 Hz
ppt课件.
3
一、光伏逆变器分类 逆变按照功能来分，主要分为并网逆变器及离网逆变器
离网逆变器
并网逆变器
离网逆变器输出的是电压，主要用于储能系统，以及偏远地区电网无法抵达 的地方。 并网逆变器输出的是电流，主要用于并网系统，通过发电给电网获得收益或 者自用。
监控布线复杂
监控布线简单
维护要求
维护简单
维护及其复杂
系统可靠性要求
可靠性高
可靠性低
电池板选择
一个项目可多种电池板
一种电池板
MPPT追踪
非常高
一般
江苏艾索新能源股份有限公司 EverSolar
24 24
四、逆变器的选型
总结（视频）
1.组串型逆变器的功率范围一般会20KW以内，因此能够覆盖的项目一般会在500KW以内，具体需 要视实际的设计而定
算
▪ 加州效率ŋ cec：在不同功率点按照加洲当地气象条件的加权公式计算
▪ MPPT效率ŋmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度 ▪ 整机效率ŋtot：在某个直流电压下ŋeuro和ŋmppt 的乘积
15
OM三N、IK逆光变器伏的主逆要参变数和器含义简介 逆变器的主要参数
▪ Internal overvoltage protection ▪ DC Insulation monitoring ▪ Earth fault protection ▪ Grid monitoring ▪ Earth fault current monitoring ▪ Islanding protection
一、什么是逆变器？
Omnik 欧姆尼克 I 3
直流-电压
太阳能逆变器
IGBT
Sinusfilter 交流-电压
380 V 50 Hz
ppt课件.
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一、光伏逆变器分类 逆变按照功能来分，主要分为并网逆变器及离网逆变器
离网逆变器
并网逆变器
离网逆变器输出的是电压，主要用于储能系统，以及偏远地区电网无法抵达 的地方。 并网逆变器输出的是电流，主要用于并网系统，通过发电给电网获得收益或 者自用。
监控布线复杂
监控布线简单
维护要求
维护简单
维护及其复杂
系统可靠性要求
可靠性高
可靠性低
电池板选择
一个项目可多种电池板
一种电池板
MPPT追踪
非常高
一般
江苏艾索新能源股份有限公司 EverSolar
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四、逆变器的选型
总结（视频）
1.组串型逆变器的功率范围一般会20KW以内，因此能够覆盖的项目一般会在500KW以内，具体需 要视实际的设计而定
算
▪ 加州效率ŋ cec：在不同功率点按照加洲当地气象条件的加权公式计算
▪ MPPT效率ŋmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度 ▪ 整机效率ŋtot：在某个直流电压下ŋeuro和ŋmppt 的乘积
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OM三N、IK逆光变器伏的主逆要参变数和器含义简介 逆变器的主要参数
▪ Internal overvoltage protection ▪ DC Insulation monitoring ▪ Earth fault protection ▪ Grid monitoring ▪ Earth fault current monitoring ▪ Islanding protection
光伏并网逆变器基础知识培训PPT课件
2020/7/29 www. Growatt .com － © Growatt － powering tomorrow
12
逆变器基础知识
单相推挽式逆变器拓扑结构
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13
逆变器基础知识
17
光伏并网逆变器基础培训
2.光伏并网逆变器的 拓扑结构
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光伏并网逆变器拓扑结构
光伏并网逆变器概述
光伏并网逆变器是将太阳能电池板输出的直流电转换成符合电网要求的交流 电再输入电网的设备，是并网型光伏系统能量转换和控制的核心。 光伏并网逆变器其性能不仅是影响和决定整个光伏并网系统是否能够稳定、 安全、可靠、高效的运行，同时也是影响整个系统使用寿命的主要因素
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光伏并网逆变器拓扑结构
光伏并网逆变器基本功能
逆变功能： 将光伏阵列发出的直流电转换为符合电能质量要求的交流电
最大功率点跟踪（MPPT）功能： 根据光照强度实时调节控制变量、保证系统输出最大功率
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5
逆变器基础知识
电力——交流和直流两种 从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池得到的是直流。
电力变换四大类 交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流
光伏并网逆变器原理(详细)PPT课件
光伏并网逆变器技术讨论
Page 1
内部资料
讨论内容：
一、常见光伏并网逆变器的拓扑结构
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 效率
2.2 直流输入电压适应范围
2.3 可靠性（保护配置方式和种类）
2.4 并网电流谐波
2.5 逆变控制策略
2.6 最大功率点跟踪方式
2.7 锁相技术特点
2.8 孤岛效应检测技术
•直接逆变系统 •工频隔离系统
Page 4
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
• 高频隔离系统
• 高频升压不隔离系统
Page 5
• 多DC-DC（MPPT）、
单逆变系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.1 直接逆变系统
Page 6
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
直接逆变系统的优缺点
优点：
•省去了笨重的工频变压器：高效率（>97%）、重量轻、结构简单。
成本低。 缺点： (1)太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电网电压， 对人身安全不利。 (2) 直流侧太阳电池MPPT电压需要大于350V。这对于太阳电池组 件乃至整个系统的绝缘有较高要求，容易出现漏电现象。
Page 7
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.2 工频隔离系统
Page 8
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
2.9 监控软件和附件
三、 阳光电源相关产品介绍
Page 2
四、 相关业绩
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Page 3
• 光伏并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、计量装置及配电系
统组成。
• 太阳电池产生直流电能。
• 通过光伏并网逆变器直接将电能转化为与电网同频、同相的正弦波电
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内部资料
讨论内容：
一、常见光伏并网逆变器的拓扑结构
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 效率
2.2 直流输入电压适应范围
2.3 可靠性（保护配置方式和种类）
2.4 并网电流谐波
2.5 逆变控制策略
2.6 最大功率点跟踪方式
2.7 锁相技术特点
2.8 孤岛效应检测技术
•直接逆变系统 •工频隔离系统
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一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
• 高频隔离系统
• 高频升压不隔离系统
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• 多DC-DC（MPPT）、
单逆变系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.1 直接逆变系统
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1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
直接逆变系统的优缺点
优点：
•省去了笨重的工频变压器：高效率（>97%）、重量轻、结构简单。
成本低。 缺点： (1)太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电网电压， 对人身安全不利。 (2) 直流侧太阳电池MPPT电压需要大于350V。这对于太阳电池组 件乃至整个系统的绝缘有较高要求，容易出现漏电现象。
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1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.2 工频隔离系统
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1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
2.9 监控软件和附件
三、 阳光电源相关产品介绍
Page 2
四、 相关业绩
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Page 3
• 光伏并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、计量装置及配电系
统组成。
• 太阳电池产生直流电能。
• 通过光伏并网逆变器直接将电能转化为与电网同频、同相的正弦波电
光伏逆变器演示课件
6.1 光伏逆变器概述
6.1.1 光伏逆变器的分类
输出波形
方波逆变器 阶梯波逆变器 正弦波逆变器
逆变器的分类
运行方式
输出交流电相数
离网逆变器 并网逆变器
单相逆变器 三相逆变器
功率流动方向
单向逆变器 双向逆变器
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
6.2 光伏逆变器的原理电路
控制电路输出的开关控制信号：方波、阶梯波、脉宽调 制方波、脉宽调制三角波和锯齿波等；后三种脉宽调制的 波形都是以基础波作为载波，正弦波作为调制波，最后输 出正弦波波形。普通方波和被正弦波调制的方波的区别如 图6-9所示。普通方波信号是连续导通的，而被调制的方波 信号要在正弦波调制的周期内导通和关断N次。
6.2 光伏逆变器的原理电路
2.并网逆变器的电路原理 （1）三相并网逆变器电路原理 三相并网逆变器输出电压一般为交流380V或更高电压， 频率为50/60Hz。三相并网逆变器多用于容量较大的光伏发 电系统，输出波形为标准正弦波，功率因数接近1.0。 三相并网逆变器电路分为主电路和微处理器电路两部分： 主电路主要完成DC-DC-AC的转换和逆变过程；微处理器 电路主要完成系统并网的控制过程。 并网控制的目的：使逆变器输出的交流电压值、波形、 相位等维持在规定的范围内，因此，微处理器控制电路要 完成电网相位实时检测、电流相位反馈控制、光伏方阵最 大功率跟踪以及实时正弦波脉宽调制信号发生等内容。
6.2 光伏逆变器的原理电路
6.2.3并网型逆变器的电路原理
并网逆变器不仅要将太阳能光伏发电系统输出的直流电 转换为交流电，还要对交流电的电压、电流、频率、相位 与同步等进行控制，还要解决对电网的电磁干扰、自我保 护、单独运行和孤岛效应以及最大功率跟踪等技术问题。
项目二光伏逆变器1.ppt
SPWPM 脉 冲 信 号 在 此 整 流 ， 经直流滤波电感滤波后，变换成 半正弦波形(馒头波)
最后由极性反转逆变桥将半正 弦波反转为工频的正弦全波，并 将电能馈人工频电网
2.2 隔离型光伏并网逆变器
变压器隔离的作用：
①可以有效地防止人接触到光伏侧的正极或 者负极时，电网电流通过桥臂形成回路对人构成 伤害的可能性，提高了系统安全性
②也保证了系统不会向电网注人直流分量， 有效地防止了配电变压器的饱和 工频变压器的缺点：
体积大、质量重，约占逆变器的总重量的50% 左右，使得逆变器外形尺寸难以减小。另外， 工 频变压器的存在还增加了系统损耗、成本，并增 加了运输、安装的难度。
光伏并网逆变器其性能不仅是影响 和决定整个光伏并网系统是否能够稳定、 安全、可靠、高效地运行，同时也是影 响整个系统使用寿命的主要因素。
1.1 光伏并网逆变器的分类
根据有无隔离变压器，光伏并网逆变器可分为隔离型 和非隔离型等。
1.1 光伏并网逆变器的分类
1.1.1隔离型光伏并网逆变器结构
在隔离型光伏并网逆变器中，根 据隔离变压器的工作频率，将其分为 工频隔离型和高频隔离型两类。
2.2.2 高频隔离型光伏并网逆变器 2.2.2.1 DC/DC变换型高频链光伏并网逆变器
两种工作模式: 第一种工作模式：光伏阵列输出的直流电能经过前级高频逆 变器变换成等占空比((50%)的高频方波电压，经高频变压器 隔离后，由整流电路整流成直流电，然后再经过后级PWM逆 变器以及LC滤波器滤波后将电能馈人工频电网
（b） 三相三电平桥式
三电平半桥结构 的直流工作电压 一般在600 1000V，工作效 率可达98%，另 外，三电平半桥 结构可以取得更 好的波形品质。
三电平变频器输出波形
最后由极性反转逆变桥将半正 弦波反转为工频的正弦全波，并 将电能馈人工频电网
2.2 隔离型光伏并网逆变器
变压器隔离的作用：
①可以有效地防止人接触到光伏侧的正极或 者负极时，电网电流通过桥臂形成回路对人构成 伤害的可能性，提高了系统安全性
②也保证了系统不会向电网注人直流分量， 有效地防止了配电变压器的饱和 工频变压器的缺点：
体积大、质量重，约占逆变器的总重量的50% 左右，使得逆变器外形尺寸难以减小。另外， 工 频变压器的存在还增加了系统损耗、成本，并增 加了运输、安装的难度。
光伏并网逆变器其性能不仅是影响 和决定整个光伏并网系统是否能够稳定、 安全、可靠、高效地运行，同时也是影 响整个系统使用寿命的主要因素。
1.1 光伏并网逆变器的分类
根据有无隔离变压器，光伏并网逆变器可分为隔离型 和非隔离型等。
1.1 光伏并网逆变器的分类
1.1.1隔离型光伏并网逆变器结构
在隔离型光伏并网逆变器中，根 据隔离变压器的工作频率，将其分为 工频隔离型和高频隔离型两类。
2.2.2 高频隔离型光伏并网逆变器 2.2.2.1 DC/DC变换型高频链光伏并网逆变器
两种工作模式: 第一种工作模式：光伏阵列输出的直流电能经过前级高频逆 变器变换成等占空比((50%)的高频方波电压，经高频变压器 隔离后，由整流电路整流成直流电，然后再经过后级PWM逆 变器以及LC滤波器滤波后将电能馈人工频电网
（b） 三相三电平桥式
三电平半桥结构 的直流工作电压 一般在600 1000V，工作效 率可达98%，另 外，三电平半桥 结构可以取得更 好的波形品质。
三电平变频器输出波形
光伏逆变器技术培训(PPT49页)
电能质量
总电流谐波畸变 率THD=1.08% （满功率时）
电能质量
总电流谐波畸 变率THD=4.55% （四分之一功率时）
机柜
采用四柜体结构直流柜逆变柜控制柜交流输出柜 1 2 3 4
辅助电源
交流电源直流开关电源 UPS电源（或电容储能供电）现场的交流电源取电方式
散Hale Waihona Puke 和风机额定功率下（常温）IGBT模块的总体热功耗约3.6kW电抗器热功耗 （三相电抗器总功耗2.5kW， 115℃，满载） 其他（电容，熔断器，风机等）约1.4KW柜内总热功耗： 约7.5KW（环境温度升高时， 总功耗也增加） 高原应用中，要考虑极端环境温度和散热效率等问题
直流支撑电容
支撑薄膜电容规格 420µF/1100V 42A electronicon （60） 100000h, （t ≤ 70℃） 高频吸收电容 1.5~2uF/1200V/IGBT AVX
逆变桥部分
控制和保护
大功率逆变器的控制部分—跟踪电网 跟踪电网（软件锁相环技术（PLL））
控制和保护
大功率逆变器的控制部分要完成的任务—直流到交流的转换 直流到交流的变换原理 单相逆变原理 三相逆变原理
控制和保护
单相逆变原理：
控制和保护
控制和保护
视在功率、有功功率和无功功率：
控制和保护
大功率逆变器的控制部分—跟踪电池板跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪） 使逆变器始终工作在太阳能电池板阵列的最大输出功率点（附近），以充分发挥电池板 潜力。
控制和保护
大功率逆变器的控制部分要完成的任务—跟踪电池板跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪） 薄膜电池板与晶硅电池板
机柜
采用四柜体结构直流柜逆变柜控制柜交流输出柜 1 2 3 4
总电流谐波畸变 率THD=1.08% （满功率时）
电能质量
总电流谐波畸 变率THD=4.55% （四分之一功率时）
机柜
采用四柜体结构直流柜逆变柜控制柜交流输出柜 1 2 3 4
辅助电源
交流电源直流开关电源 UPS电源（或电容储能供电）现场的交流电源取电方式
散Hale Waihona Puke 和风机额定功率下（常温）IGBT模块的总体热功耗约3.6kW电抗器热功耗 （三相电抗器总功耗2.5kW， 115℃，满载） 其他（电容，熔断器，风机等）约1.4KW柜内总热功耗： 约7.5KW（环境温度升高时， 总功耗也增加） 高原应用中，要考虑极端环境温度和散热效率等问题
直流支撑电容
支撑薄膜电容规格 420µF/1100V 42A electronicon （60） 100000h, （t ≤ 70℃） 高频吸收电容 1.5~2uF/1200V/IGBT AVX
逆变桥部分
控制和保护
大功率逆变器的控制部分—跟踪电网 跟踪电网（软件锁相环技术（PLL））
控制和保护
大功率逆变器的控制部分要完成的任务—直流到交流的转换 直流到交流的变换原理 单相逆变原理 三相逆变原理
控制和保护
单相逆变原理：
控制和保护
控制和保护
视在功率、有功功率和无功功率：
控制和保护
大功率逆变器的控制部分—跟踪电池板跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪） 使逆变器始终工作在太阳能电池板阵列的最大输出功率点（附近），以充分发挥电池板 潜力。
控制和保护
大功率逆变器的控制部分要完成的任务—跟踪电池板跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪） 薄膜电池板与晶硅电池板
机柜
采用四柜体结构直流柜逆变柜控制柜交流输出柜 1 2 3 4
光伏逆变器简介(完整版)解读
图 3 推挽逆变原理图
半桥逆变拓扑：
图4 所示的半桥逆变电路，其功率开关元器件也比较少，结构简单， 但主电路交流输出的电压幅值仅为ui/2，在同等容量下，其功率开关的额 定电流为全桥逆变电路中的功率元器件额定电流的2 倍，由于分压电容 的作用，该电路还具有较强的抗电压输出不平衡能力。
图 4 半桥逆变原理图
（2）阶梯波逆变器
此类逆变器输出的电压波形为阶梯波。逆变器实现阶梯波输出也 有多种不同的线路。输出波形的阶梯数目差别很大。 阶梯波逆变器的优点是 ：输出波形比方波有明显改善 ，高次谐波 含量减少，当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波，当采用 无变压器输出时整机效率很高。 缺点是阶梯波叠加线路使用的功率开关较多，其中还有些线路形 式还要求有多组直流电源输入。这给太阳能电池方阵的分组 与 接线 和蓄电池的均衡充电均带来麻烦 。此外阶梯波电压对收音机和某些通 讯设备仍有一些高频干扰。
• （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。
4、电压电流双闭环瞬时控制
电压单闭环控制在抵抗负载扰动方面的缺点与直流电机的转速单闭环 控制比较类似，具体表现在只有当负载（电流、转矩）扰动的影响最终在 系统输出端（电压、转速）表现出来后，控制器才开始有反应，基于这一 点，可以再电压外环基础上加一个电流内环，利用电流内环快速，及时的 抗扰性来抑制负载波动的影响，同时由于电流内环对被控对象的改造作用， 使得电压外环调节可以大大的简化。