光伏逆变器系统介绍--特变电工
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光伏逆变器控制原理
光伏逆变器控制原理
光伏逆变器控制原理是将通过光伏组件产生的直流电转换为交流电。
光伏组件产生的直流电经过变流器（逆变器）的控制，经过一系列的处理和调节后，可以输出所需的交流电。
光伏逆变器的控制原理主要包括以下几个步骤：
1. MPPT（最大功率点跟踪）控制：逆变器通过跟踪光伏组件
输出功率的变化，确定最佳的工作点，以获得最大的发电效率。
利用最大功率点追踪控制算法，调整电流和电压的输出，确保光伏组件的工作在最佳工作点附近。
2. 电压控制：逆变器需要根据光伏组件输出的直流电压来控制交流输出的电压。
通过电压控制回路，使逆变器能够自动调整输出电压的大小，以适应不同的负载需求。
3. 频率控制：逆变器需要确定输出交流电的频率。
这通常是根据国家或地区的电网标准来确定的。
通过频率控制器，逆变器可以实时监测输出频率，保持在设定的范围内。
4. 网络连接控制：光伏逆变器需要与电网连接，以实现交流电的输出。
逆变器需要通过与电网同步的操作，确保逆变器输出的交流电与电网相位和频率完全匹配。
通过与电网连接的控制器，可以监测电网电压和频率的变化，调整逆变器的输出以保持与电网的同步。
光伏逆变器的控制原理通过上述的步骤，能够确保逆变器将光
伏组件产生的直流电转换成符合电网要求的交流电，并实现最大的发电效率。
光伏逆变器详细介绍(完整版)
保护功能
总结词
保护功能是确保光伏逆变器安全运行的重要措施，包括过载保护、短路保护、过压保护 和欠压保护等。
详细描述
过载保护是指在负载超过额定值时，逆变器自动切断输出或降低输出功率，以保护设备 和电网的安全；短路保护则是在发生短路故障时，逆变器能够快速切断输出，防止电流 过大造成设备损坏；过压和欠压保护则是在输入电压过高或过低时，逆变器自动调节或
转换效率
总结词
转换效率是衡量光伏逆变器性能的重 要指标，它表示逆变器将直流电能转 换为交流电能的效率。
详细描述
转换效率越高，意味着逆变器在转换 过程中损失的能量越少，系统整体效 率更高。因此，选择高效率的逆变器 可以降低系统能耗，提高经济效益。
输入电压范围
总结词
输入电压范围表示逆变器能够接受的 直流输入电压的范围。
逆变器无法启动
检查电源是否正常，检查电缆 连接是否紧固。
输出电压异常
检查输入电压是否正常，检查 电缆连接是否紧固。
散热风扇不运转
检查散热风扇是否损坏，需要 更换散热风扇。
显示面板无显示
检查显示面板的连接线是否正 常，需要更换显示面板。
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方向。
数字化、智能化技术加速应用 ，提升光伏逆变器的能源管理
和运维水平。
并网、储能、充电等多功能集 成化成为技术发展新趋势。
模块化、定制化设计满足不同 应用场景需求。
未来市场预测
随着全球能源结构转型和可再生能源政策的推动，光伏 逆变器市场前景广阔。
5G通信、物联网等新技术的应用将为光伏逆变器市场 带来新的发展机遇。
要点一
建筑集成光伏（BIPV）
将光伏板与建筑相结合，通过光伏逆变器将太阳能转化为 直流电能，供给建筑内部负载使用或并入电网。
光伏发电逆变器工作原理及控制
光伏发电逆变器工作原理及控制光伏发电逆变器是一种将光伏电池组发出的直流电转换为交流电的装置。
它的工作原理主要包括电流控制、电压控制和PWM调制。
在光伏电池组输出的直流电经过逆变器之前，通常需要经过一个DC-DC转换器来提高电压，以提高逆变器的效率。
然后，直流电进入逆变器的输入端，经过电流控制器和电压控制器的处理后，输出的是一种频率和电压可调的交流电。
电流控制器主要是通过对直流电的电流大小进行控制，以确保输出电流的稳定性。
在逆变器的电路中，电流控制器通常是由一个电流检测电路和一个PID控制器组成。
电流检测电路用来实时检测电流的大小，而PID控制器则根据检测到的电流大小来调整输出电压，以保持输出电流的稳定。
电压控制器主要是通过对输出电压的大小进行控制，以确保输出电压的稳定性。
在逆变器的电路中，电压控制器通常是由一个电压检测电路和一个PID控制器组成。
电压检测电路用来实时检测输出电压的大小，而PID控制器则根据检测到的电压大小来调整PWM调制信号的占空比，以保持输出电压的稳定。
PWM调制是指通过调整脉冲宽度来控制输出电压的大小的一种技术。
在逆变器的电路中，PWM调制器通常是由一个比较器和一个三角波发生器组成。
比较器将电压控制器输出的控制信号与三角波发生器产生的三角波进行比较，根据比较结果生成PWM信号。
PWM信号经过滤波电路后，输出给逆变器的开关电路，控制开关电路的开关状态，以实现输出电压的调节。
总结起来，光伏发电逆变器的工作原理主要包括电流控制、电压控制和PWM调制。
通过对直流电的电流大小和输出电压的稳定性进行控制和调节，使得光伏发电逆变器能够提供稳定的交流电输出。
特变电工组串式逆变器
此外，TBEA组串式逆变器还具有多种保护功能，包括过电压、过电流、过温等保护，可以确保太阳能发电系统的安全可靠运行。
总的来说，TBEA组串式逆变器是一种高效、稳定、可靠的太阳能发电系统逆变器，适用于各种规模的太阳能发电系统。
特பைடு நூலகம்电工（TBEA）组串式逆变器是一种用于太阳能发电系统中的电力逆变器。它可以将太阳能电池板所产生的直流电转换为交流电，以供电网或者直接用于电器设备使用。
TBEA组串式逆变器采用高效率的全桥拓扑结构，具有高效、稳定、可靠等优点。它还采用先进的MPPT技术，可以实现太阳能电池板的最大功率点跟踪，从而提高发电效率。
总的来说，TBEA组串式逆变器是一种高效、稳定、可靠的太阳能发电系统逆变器，适用于各种规模的太阳能发电系统。
特பைடு நூலகம்电工（TBEA）组串式逆变器是一种用于太阳能发电系统中的电力逆变器。它可以将太阳能电池板所产生的直流电转换为交流电，以供电网或者直接用于电器设备使用。
TBEA组串式逆变器采用高效率的全桥拓扑结构，具有高效、稳定、可靠等优点。它还采用先进的MPPT技术，可以实现太阳能电池板的最大功率点跟踪，从而提高发电效率。
逆变器简介
交通领域
电动汽车
逆变器是电动汽车的核心组件之一，用于将电池直流 电转换为交流电，驱动电机。
混合动力汽车
逆变器用于将电池直流电转换为交流电，为发动机和 电机提供动力。
轨道交通
逆变器用于将直流电转换为交流电，为列车提供动力 。
工业领域
自动化设备
逆变器用于将直流电转换为交流电，为工业自 动化设备提供动力。
压相对稳定。
响应速度快
由于电压型逆变器采用电容作为储 能元件，因此其响应速度较快，可 以在短时间内达到额定输出功率。
适用范围广
电压型逆变器适用于各种不同类型 负载，如电阻性、电感性和电容性 负载。
电流型逆变器
1 2
输出电流稳定性高
电流型逆变器采用电感作为储能元件，通过电力 电子器件的开关动作将直流电能转化为交流电能 ，输出电流相对稳定。
逆变器可分为直流逆变器和交流逆 变器。
按控制方式
逆变器可分为模拟控制逆变器和数 字可分为单相逆变器和三相逆 变器。
按功率等级
逆变器可分为小功率逆变器和工业 级逆变器等。
04
02
逆变器的工作原理
电压型逆变器
输出电压稳定性高
电压型逆变器采用直流电源，通 过电力电子器件的开关动作将直 流电能转化为交流电能，输出电
02
成本较高：逆变器的制造成本较高，价格相对较高。
03
维护困难：逆变器的维护和检修相对复杂，需要专业人员进行操作。
04
效率受环境影响：逆变器的效率受到环境温度、湿度等因素的影响， 会影响设备的运行效率。
逆变器的发展趋势
01
向高效节能方向发 展
随着能源紧缺和环保要求的提高 ，逆变器的高效节能技术将继续 得到发展。
光伏发电及并网逆变技术概要
1.太阳能电池的历史和应用
光强对电池的影响
光强与太阳电池组件的光 电流成正比，在光强由 100W/m2 - 1000W/m2范围 内，光电流始终随光强的 增长而线性增长；而光强 对光电压的影响很小，在 温度固定的条件下，当光 强在400W/m2 - 1000W/m2 范围内变化，太阳电池组 件的开路电压基本保持恒 定。
1904年，爱因斯坦发表 光电效应论文 1839年，法国贝克勒尔发现 了 “光生伏打效应”
1.太阳能电池的历史和应用
1954年美国贝尔实验室
1.太阳能电池的历史和应用
太阳能电池的结构
1.太阳能电池的历史和应用
单晶硅电池
多晶硅电池
非 非 晶 硅 电 池
1.太阳能电池的历史和应用
太阳能电池 → 组件 → 光伏阵列
单体
组件
方阵
1.太阳能电池的历史和应用
太阳电池的I-V特性及功率曲线
太阳光强与开路电压和短路电流的关系
1.太阳能电池的历史和应用
温度对电池的影响
随着太阳电池温度的增加， 开路电压减少，在20100C范围，大约每升高 1C每片电池的电压减少 2mV；而光电流随温度的 增加略有上升。总的来说， 温度升高太阳电池的功率 下降，典型功率温度系数 为－0.35%/C。也就是说， 如果太阳电池温度每升高 1C，则功率减少0.35%。
核心：提高逆变效率，降低并网谐波； 难点：并网控制技术；
4. 光伏并网逆变器设计的关键技术-大功率系统
建模和仿真技术
研究基于大型数值模 拟软件Matlab的光伏 逆变器建模技术，及 直接基于State Flow 的DSP微控制器的C++ 源代码仿真技术；实 现控制器源代码直接 基于虚拟仿真平台编 辑和调试。
特变电工和阳光电源
特变电工和阳光电源
特变电工（TBEA）和阳光电源（Sungrow Power）是中国两
家知名的新能源企业。
特变电工成立于2002年，总部位于新疆乌鲁木齐市，是中国
重要的高新技术企业之一。
该公司专注于电力设备制造和新能源领域，主要产品包括变压器、输电线路、光伏发电设备等。
特变电工在国内外拥有多个生产基地和分支机构，在全球范围内拥有广泛的市场份额。
阳光电源成立于1997年，总部位于安徽省合肥市，是中国领
先的太阳能逆变器制造商和解决方案供应商。
公司主要从事太阳能逆变器、储能系统和充电桩等产品的研发、生产和销售。
阳光电源产品质量可靠，技术领先，已经在全球范围内建立了广泛的销售网络。
特变电工和阳光电源作为国内领先的新能源企业，都专注于研发和生产清洁能源产品，为推动可持续能源发展和减少碳排放做出了积极贡献。
两家公司在国际市场上的竞争力也越来越强，逐渐成为了全球新能源行业的重要参与者。
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
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1.2 光伏组件的简介 各种特点电池的对比
种类 单晶硅 转换效率 18-22% 制造成本 高 材料丰富度 丰富 主要障碍 硅提纯工艺
多晶硅 非晶硅薄膜
铜铟镓硒 碲化镉 砷化镓
16-18% 8-10%
10-12% 9-15% 25-35%
较高 低
中 中 很高
丰富 丰富
稀缺 极其稀缺 稀缺
硅提纯工艺 衰减特性
PV-
直流防 雷模块
运行/故障 指示灯
液晶触摸屏
RS485
A B
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二、光伏并网逆变器的介绍
2.主要的电气参数
重要的电气参数 最大的方阵开路电压（V） 额定交流输出功率（KW）
直流侧工作电压范围（V） MPPT的范围（V） 最大交流输出功率（KW）
说明 1000 500
制造工艺难控制 材料有毒 技术复杂
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.2 光伏组件的简介 太阳能电池的输出特性
太阳能电池由于受外界因素（温度、日照强度等）影响很多， 因此其输出具有明显的非线性。
常温不同日照
相同日照不同温度
1-6. 太阳能光伏阵列的伏安特性
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一、光伏并网发电系统的介绍
中
故障2：接入线正负方向错误
由于施工时的大意，导致某路汇流支路正负接错，结果该路阵 列直接成为负载，严重影响电池板寿命或烧毁。
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.4.4 汇流箱常见故障
故障3：太阳能电池板对地短路（电气故障） 由于电池板质量问题或阵列输出线对地短路导致漏电流存在，导 致对应电池板输出能力降低，成为整列组合中的负载，结果该导线负 载过大，可能烧毁。如果在整列中出现多处接地，有可能导致出现接 地回路，出现线路烧毁。 故障4：配电柜接线错误 由于配电柜某路正负接错，引起其他汇流箱电流倒灌到该汇流支 路，如果没有相关器件保护，汇流箱烧毁将不可避免。
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.3 光伏组件的PID效应
PID 是英文 Potential Induced Degradation 的缩写，指的是组件电势
诱导衰减。 组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流， 大量电荷聚集在电池表面，使得电池钝化效果恶化，导致 Isc、Voc 降低。进而导致电池板输出功率低于设计要求。
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.5.2 直流配电柜的维护
防雷模块的维护
目测防雷模块下端绿色标记是否变红，变红说明防雷模块失效，需 要进行更换；紧固防雷模块的端子，清理灰尘。
维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
断路器的维护
检查断路器操作是否灵活，使用吹风枪清理表面积尘。 维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
1.4.2 汇流箱铭牌的介绍
特变电工光伏阵列智能汇流箱铭牌 如图1-32所示：其中H代表汇流箱，16指 汇流箱输入为16路，10是指每路标称电 流为10A(输入范围：0-15A)，1000指的 是最大直流输入电压为1000V，AD是产 品型号。
IP65的含义： Ingress Protection的缩 写， IP等级是针对电气设备外壳对异物侵 入的防护等级。
图1-2. 太阳能光伏电池组件阵列
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.2 光伏组件的简介 太阳能电池的分类
太阳能电池主要包括：晶体硅电池、薄膜电池等。 其中晶体硅电池又可以分为：单晶硅电池和多晶硅电池。
1-3. 多晶硅电池
1-4. 单晶硅电池
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1-5. 薄膜电池
一、光伏并网发电系统的介绍
孤岛效应
孤岛效应
所谓孤岛效应是指当电网
的部分线路因故障或维修而停电 时，停电线路由所连的并网发电
装置继续供电，并连同周围负载
构成一个自给供电的孤岛现象。
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二、光伏并网逆变器的介绍
2.主回路的简介
交流侧接触器 直流侧断路器 PV+ 直流 EMI 滤波器 直流支撑 逆变单元 电容 DC AC LCL 滤波器 变流 EMI 滤波器 交流侧断路器 A B C PE 交流防 雷模块 系统控制与电网监测
大功率点的追踪。
MPPT实质上是一个自寻优过程，即通过控制阵列端电压，使阵
列能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率。太阳 能电池阵列的开路电压和短路电流在很大程度上受日照强度和温度 的影响，系统工作点也会因此飘忽不定，这必然导致系统效率的降 低。为此，太阳能电池阵列必须实现最大功率点的跟踪控制，以便 阵列在任何当前日照下不断获得最大的功率输出。
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二、光伏并网逆变器的介绍
MPPT---智能的最大功率跟踪技术 步长寻优
按照光伏电池P-V曲线图的 斜率自动调整电压扰动步长。
Vk 1 Vk d k f k f dP k dV V Vk
其中dk为调节系数。如右图， 当功率点位于最大功率点的右侧 时，直流电压以一较大步长的扰 动量减少，随着靠近最大功率点， 自动减小扰动步长。
一、光伏并网发电系统的介绍
1.1 光伏发电并网系统的组成
图1-1 .光伏并网发电系统的组成
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.1 光伏发电并网系统的组成
光伏并网发电系统由光伏组件、并网逆变器、配电系 统等组成。
太阳能通过光伏组件转化为直流电能，再通过光伏并 网逆变器将直流电转化为与电网同频率、同相位的正弦波 交流电。馈入电网实现并网发电。
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.4.5 汇流箱的维护
防雷模块的维护
目测防雷模块下端绿色标记是否变红，变红说明防雷模块失效，需 要进行更换；紧固防雷模块的端子，清理灰尘。
维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
断路器的维护
检查断路器操作是否灵活，使用吹风枪清理表面积尘。 维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
思考：怎样理解 逆变器将直流电 转换为与电网同 频率、同相位的 正弦波交流电？
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.2 光伏组件的简介
太阳能电池
太阳能电池：它是利用光 电转换原理使太阳的辐射光通 过半导体物质转变为电能的一 种器件，这种光电转换过程通 常叫做“光生伏打效应”，因 此太阳能电池又称为“光伏电 池”。
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.4.1 汇流箱的作用
对于大型光伏并网发电系统，为了减少光伏组件与逆变器之 间连接线，方便维护，提高可靠性，一般需要在光伏组件与逆变 器之间增加直流汇流装置。
三大主要作用：
汇流、监控、保护
1-8. 特变电工光伏汇流箱
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一、光伏并网发电系统的介绍
PV1-
主回路
图1-13. 直流配电柜电路框图
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.5.1 直流配电柜
直流配电柜的主电路框图如上图1-13.所示，光伏组件通过汇流箱汇 流后输入直流配电柜的直流正极和负极输入端，直流配电柜通过直流专用 断路器将直流电送入直流配电柜的正极母排和负极母排集中汇流，然后汇 流后的正负母排接逆变器的输入端，直流配电柜可根据客户的不同需求进 行定制，以满足客户的各种功能需求。
直流柜
逆变柜
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电抗柜 交流柜
二、光伏并网逆变器的介绍
1.逆变器关键名词的含义
THD
MPPT
逆变器的效率
低电压穿越 孤岛效应
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二、光伏并网逆变器的介绍
THD
THD
THD是Total Harmonic Distortion 的缩写，THD表示：电流谐波 I 1 为基波电流有效值。 总畸变率。其中 Ih 为总谐波电流的有效值。 其定义为：
1.2 光伏组件的简介 太阳能电池的输出特性
常温不同日照
相同日照不同温度
1-7.太阳能光伏阵列的伏瓦特性
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.2 太阳能电池的输出特性
温度相同时，随着日照强度的增加，太阳能光伏电池的开路电 压几乎不变，短路电流有所增加，最大输出功率增加。 日照强度相同时，随着温度的升高，太阳能光伏电池的开路电 压下降，短路电流有所增加，最大输出功率减小。此外，无论在任 何温度和日照强度下，太阳能光伏电池板总有一个最大功率点，温 度（或日照强度不同），最大功率点位置也不同。
汇流箱箱体的维护
观察汇流箱箱体防腐漆有无缺失，如有缺失及时补缺，确认胶条连接牢 固，清理汇流箱内灰尘。 维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.5.1 直流配电柜
光伏 阵列
汇 流 箱 直 流 配 电 柜
变压器 交流输出
光伏 阵列
光伏 阵列
供电检查
定期检查直流配电柜供电是否正常，特别是带风机的直流配电柜 应格外重视。 维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
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二、光伏并网逆变器的介绍
光伏并网逆变器的概述
TBEA-GC-500KTL
500KW逆变器共有四部分组成：
1).直流柜
2).逆变柜 3).电抗柜
4).交流柜
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二、光伏并网逆变器的介绍
逆变器的效率
INV CON MPPT
逆变器效率等于转换效率和MPPT效率的乘积，既要提升逆变器转 换效率，也要提升MPPT的效率。
逆变器的 总损耗
逆变器 总损耗
IGBT 损耗
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种类 单晶硅 转换效率 18-22% 制造成本 高 材料丰富度 丰富 主要障碍 硅提纯工艺
多晶硅 非晶硅薄膜
铜铟镓硒 碲化镉 砷化镓
16-18% 8-10%
10-12% 9-15% 25-35%
较高 低
中 中 很高
丰富 丰富
稀缺 极其稀缺 稀缺
硅提纯工艺 衰减特性
PV-
直流防 雷模块
运行/故障 指示灯
液晶触摸屏
RS485
A B
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二、光伏并网逆变器的介绍
2.主要的电气参数
重要的电气参数 最大的方阵开路电压（V） 额定交流输出功率（KW）
直流侧工作电压范围（V） MPPT的范围（V） 最大交流输出功率（KW）
说明 1000 500
制造工艺难控制 材料有毒 技术复杂
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.2 光伏组件的简介 太阳能电池的输出特性
太阳能电池由于受外界因素（温度、日照强度等）影响很多， 因此其输出具有明显的非线性。
常温不同日照
相同日照不同温度
1-6. 太阳能光伏阵列的伏安特性
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一、光伏并网发电系统的介绍
中
故障2：接入线正负方向错误
由于施工时的大意，导致某路汇流支路正负接错，结果该路阵 列直接成为负载，严重影响电池板寿命或烧毁。
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.4.4 汇流箱常见故障
故障3：太阳能电池板对地短路（电气故障） 由于电池板质量问题或阵列输出线对地短路导致漏电流存在，导 致对应电池板输出能力降低，成为整列组合中的负载，结果该导线负 载过大，可能烧毁。如果在整列中出现多处接地，有可能导致出现接 地回路，出现线路烧毁。 故障4：配电柜接线错误 由于配电柜某路正负接错，引起其他汇流箱电流倒灌到该汇流支 路，如果没有相关器件保护，汇流箱烧毁将不可避免。
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.3 光伏组件的PID效应
PID 是英文 Potential Induced Degradation 的缩写，指的是组件电势
诱导衰减。 组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流， 大量电荷聚集在电池表面，使得电池钝化效果恶化，导致 Isc、Voc 降低。进而导致电池板输出功率低于设计要求。
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.5.2 直流配电柜的维护
防雷模块的维护
目测防雷模块下端绿色标记是否变红，变红说明防雷模块失效，需 要进行更换；紧固防雷模块的端子，清理灰尘。
维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
断路器的维护
检查断路器操作是否灵活，使用吹风枪清理表面积尘。 维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
1.4.2 汇流箱铭牌的介绍
特变电工光伏阵列智能汇流箱铭牌 如图1-32所示：其中H代表汇流箱，16指 汇流箱输入为16路，10是指每路标称电 流为10A(输入范围：0-15A)，1000指的 是最大直流输入电压为1000V，AD是产 品型号。
IP65的含义： Ingress Protection的缩 写， IP等级是针对电气设备外壳对异物侵 入的防护等级。
图1-2. 太阳能光伏电池组件阵列
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.2 光伏组件的简介 太阳能电池的分类
太阳能电池主要包括：晶体硅电池、薄膜电池等。 其中晶体硅电池又可以分为：单晶硅电池和多晶硅电池。
1-3. 多晶硅电池
1-4. 单晶硅电池
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1-5. 薄膜电池
一、光伏并网发电系统的介绍
孤岛效应
孤岛效应
所谓孤岛效应是指当电网
的部分线路因故障或维修而停电 时，停电线路由所连的并网发电
装置继续供电，并连同周围负载
构成一个自给供电的孤岛现象。
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二、光伏并网逆变器的介绍
2.主回路的简介
交流侧接触器 直流侧断路器 PV+ 直流 EMI 滤波器 直流支撑 逆变单元 电容 DC AC LCL 滤波器 变流 EMI 滤波器 交流侧断路器 A B C PE 交流防 雷模块 系统控制与电网监测
大功率点的追踪。
MPPT实质上是一个自寻优过程，即通过控制阵列端电压，使阵
列能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率。太阳 能电池阵列的开路电压和短路电流在很大程度上受日照强度和温度 的影响，系统工作点也会因此飘忽不定，这必然导致系统效率的降 低。为此，太阳能电池阵列必须实现最大功率点的跟踪控制，以便 阵列在任何当前日照下不断获得最大的功率输出。
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二、光伏并网逆变器的介绍
MPPT---智能的最大功率跟踪技术 步长寻优
按照光伏电池P-V曲线图的 斜率自动调整电压扰动步长。
Vk 1 Vk d k f k f dP k dV V Vk
其中dk为调节系数。如右图， 当功率点位于最大功率点的右侧 时，直流电压以一较大步长的扰 动量减少，随着靠近最大功率点， 自动减小扰动步长。
一、光伏并网发电系统的介绍
1.1 光伏发电并网系统的组成
图1-1 .光伏并网发电系统的组成
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.1 光伏发电并网系统的组成
光伏并网发电系统由光伏组件、并网逆变器、配电系 统等组成。
太阳能通过光伏组件转化为直流电能，再通过光伏并 网逆变器将直流电转化为与电网同频率、同相位的正弦波 交流电。馈入电网实现并网发电。
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.4.5 汇流箱的维护
防雷模块的维护
目测防雷模块下端绿色标记是否变红，变红说明防雷模块失效，需 要进行更换；紧固防雷模块的端子，清理灰尘。
维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
断路器的维护
检查断路器操作是否灵活，使用吹风枪清理表面积尘。 维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
思考：怎样理解 逆变器将直流电 转换为与电网同 频率、同相位的 正弦波交流电？
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.2 光伏组件的简介
太阳能电池
太阳能电池：它是利用光 电转换原理使太阳的辐射光通 过半导体物质转变为电能的一 种器件，这种光电转换过程通 常叫做“光生伏打效应”，因 此太阳能电池又称为“光伏电 池”。
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.4.1 汇流箱的作用
对于大型光伏并网发电系统，为了减少光伏组件与逆变器之 间连接线，方便维护，提高可靠性，一般需要在光伏组件与逆变 器之间增加直流汇流装置。
三大主要作用：
汇流、监控、保护
1-8. 特变电工光伏汇流箱
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一、光伏并网发电系统的介绍
PV1-
主回路
图1-13. 直流配电柜电路框图
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.5.1 直流配电柜
直流配电柜的主电路框图如上图1-13.所示，光伏组件通过汇流箱汇 流后输入直流配电柜的直流正极和负极输入端，直流配电柜通过直流专用 断路器将直流电送入直流配电柜的正极母排和负极母排集中汇流，然后汇 流后的正负母排接逆变器的输入端，直流配电柜可根据客户的不同需求进 行定制，以满足客户的各种功能需求。
直流柜
逆变柜
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电抗柜 交流柜
二、光伏并网逆变器的介绍
1.逆变器关键名词的含义
THD
MPPT
逆变器的效率
低电压穿越 孤岛效应
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二、光伏并网逆变器的介绍
THD
THD
THD是Total Harmonic Distortion 的缩写，THD表示：电流谐波 I 1 为基波电流有效值。 总畸变率。其中 Ih 为总谐波电流的有效值。 其定义为：
1.2 光伏组件的简介 太阳能电池的输出特性
常温不同日照
相同日照不同温度
1-7.太阳能光伏阵列的伏瓦特性
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.2 太阳能电池的输出特性
温度相同时，随着日照强度的增加，太阳能光伏电池的开路电 压几乎不变，短路电流有所增加，最大输出功率增加。 日照强度相同时，随着温度的升高，太阳能光伏电池的开路电 压下降，短路电流有所增加，最大输出功率减小。此外，无论在任 何温度和日照强度下，太阳能光伏电池板总有一个最大功率点，温 度（或日照强度不同），最大功率点位置也不同。
汇流箱箱体的维护
观察汇流箱箱体防腐漆有无缺失，如有缺失及时补缺，确认胶条连接牢 固，清理汇流箱内灰尘。 维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
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一、光伏并网发电系统的介绍
1.5.1 直流配电柜
光伏 阵列
汇 流 箱 直 流 配 电 柜
变压器 交流输出
光伏 阵列
光伏 阵列
供电检查
定期检查直流配电柜供电是否正常，特别是带风机的直流配电柜 应格外重视。 维护时间间隔：第一次1个月，第二次以后12个月
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二、光伏并网逆变器的介绍
光伏并网逆变器的概述
TBEA-GC-500KTL
500KW逆变器共有四部分组成：
1).直流柜
2).逆变柜 3).电抗柜
4).交流柜
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二、光伏并网逆变器的介绍
逆变器的效率
INV CON MPPT
逆变器效率等于转换效率和MPPT效率的乘积，既要提升逆变器转 换效率，也要提升MPPT的效率。
逆变器的 总损耗
逆变器 总损耗
IGBT 损耗
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