光伏并网逆变器原理详细
光伏并网逆变器工作原理
光伏并网逆变器工作原理太阳能电池阵列通过正弦波脉宽调制逆变器向电网输送电能，逆变器馈送给电网的电能由太阳能电池阵列功率和当时当地的日照条件决定。
逆变器除了具有直流-交流转换功能外，还必须具有太阳能电池阵列的最大功率跟踪功能和各种保护功能。
目前，电压源型逆变器技术已日趋成熟，电压型逆变器主电路如图1所示。
光伏发电并网系统运行时的电路原理如图2所示，V p为逆变器输出电压，V u为电网电压，R为线路电阻，L为串联电抗器，I z则为回馈电网的电流。
为保证回馈功率因数为1，回馈电流的相位必须与电网电压的相位一致。
以电网电压V u为参考，则I z与V u同相位。
内阻R两端的电压V R与电网电压相位一致，而电抗器两端电压V L的相位则落后于电压V R90o，由此可以求得V P的相位和幅值：式中：ω为公用电网角频率。
在实际电路中，V u的相位、周期和幅值由电压传感器检测得到，由于在实际系统中R是很难得到的，因此回馈电流I z的相位必须采用电流负反馈来实现，回馈电流I z的相位角的参考相位即为公用电网相位。
用电流互感器随时检测I z，确保I z与电网电压相位一致，以实现功率因数为1的回馈发电。
实用的光伏发电并网系统运行专用逆变器主电路功率管采用IGBT，容量为50A、600V，型号为2MBI50N-060。
隔离驱动电路采用东芝公司生产的TLP250。
逆变器的控制部分由微处理器完成。
主控芯片采用INTEL公司最新推出的逆变或电机驱动专用16位微处理器87C196MC，该芯片除了具有16位运算指令外，还具有专用的脉宽调制(PWM)输出口，包括一个10位A/D转换器、一个事件处理阵列、两个16位定时器和一个三相波形发生器。
三相波形发生器的每相均能输出两路死区时间可以设定的PWM信号。
微处理器主要完成电压相位实时检测、电流相位反馈控制、太阳能电池阵列最大功率跟踪以及实时正弦波脉宽调制信号发生，其工作过程如下：公用电网的电压和相位经过霍尔电压传感器送给微处理器的A/D转换器，微处理器将回馈电流的相位与公用电网的电压相位作比较，其误差信号通过PID调节后送给PWM脉宽调制器，这就完成了功率因数为1的电能回馈过程。
光伏并网逆变器原理
光伏并网逆变器原理1.DC-DC变换器：太阳能电池板的输出是直流电，但电网的输入是交流电。
所以需要将直流电转换为交流电。
DC-DC变换器首先将太阳能电池板的直流电压进行变换处理，使它的电压和电流能够满足逆变器的输入要求。
这一步主要是通过控制开关管的导通和断开来改变电源电压。
2.DC-AC逆变器：经过DC-DC变换器的处理，直流电被转换为交流电。
然而，交流电的频率和电压与电网不匹配。
所以需要将转换好的交流电进一步变换为与电网频率和电压相匹配的交流电。
这一步通过逆变器来实现。
逆变器通过调整脉冲宽度调制技术（PWM）来输出质量良好的交流电。
3.控制电路：光伏并网逆变器还需要一个控制电路来监测太阳能电池板的输出功率以及电网的状态。
控制电路会根据实时的太阳能电池板的输出功率和电网状态来控制逆变器的工作模式。
当太阳能电池板的输出功率增加时，逆变器会增加输出功率；当太阳能电池板的输出功率降低时，逆变器也会相应减少输出功率。
1.最大限度地利用太阳能：光伏并网逆变器可以将太阳能电池板的直流电转换为交流电，并将其输入电网。
这样可以最大限度地利用太阳能资源，将多余的电能馈入电网。
2.降低能源消耗：将太阳能电能转换为交流电输出到电网，可以减少对传统化石能源的消耗，减少对环境的污染。
3.提高电能质量：光伏并网逆变器通过调整脉冲宽度调制技术（PWM），可以输出质量良好的交流电，达到电网的标准。
4.实现多种功能：光伏并网逆变器还可以通过控制电路实现多种功能，如功率反馈、保护控制、故障检测等。
总之，光伏并网逆变器通过将太阳能电池板的直流电转换为电网所需的交流电，可以最大限度地利用太阳能资源，降低能源消耗，提高电能质量，并实现多种功能。
随着太阳能技术的不断发展，光伏并网逆变器的性能将不断提升，为太阳能发电的应用提供更多可能性。
光伏并网逆变器工作原理
光伏并网逆变器工作原理
光伏并网逆变器是一种将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电并与电网进行连接的设备，其工作原理如下：
1. 光伏发电：光伏电池板将太阳光转换为直流电。
当太阳光照射到光伏电池板上时，光子的能量激发电池中的电子，从而产生直流电。
2. MPPT控制：光伏并网逆变器内部配备了最大功率点跟踪（MPPT）控制器。
MPPT控制器可以监测光伏电池板的输出电压和电流，并通过适当调节输出电流和电压的方式，以最大效率地提取光伏电池板所能提供的最大功率。
3. 直流-交流转换：光伏并网逆变器将从光伏电池板获得的直流电转换为电网所需的交流电。
首先，逆变器内部的整流器将输入的直流电转换为中间直流电，然后通过高频变压器将中间直流电转换为交流电。
4. 同期控制：为了保证光伏发电系统并网运行时能够与电网保持同频同相，光伏并网逆变器内部配备了同期控制器。
同期控制器可以通过监测电网的电压和频率，并相应调整逆变器输出的电流和电压，以确保光伏发电系统与电网保持同步运行。
5. 并网连接：光伏并网逆变器将转换后的交流电与电网进行连接。
逆变器会通过电网侧的保护装置，如断路器和接地装置，确保逆变器与电网之间的安全连接。
通过以上工作原理，光伏并网逆变器能够将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电，并将其注入电网中，实现对电网的供电。
太阳能光伏逆变器的工作原理和作用介绍
光伏逆变器又称电源调整器，可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电的逆变器，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。
一、光伏逆变器工作原理逆变器主要由晶体管等开关元件构成，通过有规则地让开关元件重复开-关，使直流输入变成交流输出。
当然，这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实用。
一般需要采用高频脉宽调制，使靠近正弦波两端的电压宽度变狭，正弦波中央的电压宽度变宽，并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝一方向动作，这样形成一个脉冲波列。
然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。
二、光伏逆变器的作用光伏逆变器不只具有直交流变换功用，还具有最大限制地发扬太阳电池功能的功用和系统毛病维护功用。
归结起来有主动运转和停机功用、最大功率跟踪节制功用、防独自运转功用、主动电压调整功用、直流检测功用、直流接地检测功用。
1、主动运转和停机功能早晨日出后，太阳辐射强度逐步加强，太阳能电池的输出也随之增大，当达到逆变器任务所需的输出功率后，逆变器即主动开始运转，进入运转后，逆变器便每时每刻看管太阳能电池组件的输出，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；直到日落停机，即便阴雨天逆变器也能运转。
当太阳能电池组件输出变小，逆变器输出接近0时，逆变器便构成待机状态。
2、最大功率追踪MPPT功能当日照强度和环境温度变化时，光伏组件输入功率呈现非线性变化，光伏组件既不是恒压源，也不是恒流源，它的功率随着输出电压改变而改变，和负载没有关系。
它的输出电流随着电压升高一开始是一条水平线，到达一定功率时，随着电压升高而降低，当到达组件开路电压时，电流下降到零。
3、孤岛效应的检测及控制功能在正常发电时，光伏并网发电系统连接在电网上，向电网输送有效功率，但是，当电网失电时，光伏并网发电系统可能还在持续工作，并和本地负载处于独立运行状态，这种现象被称为孤岛效应。
逆变器出现孤岛效应时，会对人身安全，电网运行，逆变器本身造成极大的安全隐患，因此逆变器入网标准规定，光伏并网逆变器必须有孤岛效应的检测及控制功能。
并网逆变器工作原理
并网逆变器工作原理
并网逆变器是一种将直流电转化为交流电的装置，主要用于将太阳能电池板产生的直流电能转换成能够供应给家庭或商业用电网的交流电能。
并网逆变器的工作原理大致分为三个主要过程：直流输入、电流转换和交流输出。
首先，在直流输入阶段，太阳能电池板通过光伏效应产生电能，产生的直流电经过直流输入端子输入到并网逆变器中。
然后，在电流转换阶段，通过电子元件如IGBT（绝缘栅双极
性晶体管）等，将输入的直流电转换成交流电。
这个过程需要经过一系列的处理，包括电压变换、电流调整和频率控制等，以确保输出的交流电符合电网的要求。
最后，在交流输出阶段，经过转换的交流电从并网逆变器的交流输出端子输出到家庭或商业用电网中，并与电网上的其他电源一起供电。
并网逆变器在工作过程中还会具备一些辅助功能，如电压稳定、频率稳定和反向保护等功能，以确保输出的交流电质量可靠，且不会对电网造成损害。
总的来说，通过并网逆变器，太阳能电池板等直流电源可以将直流电转换为交流电，并和家庭或商业用电网进行连接，实现可持续的能源供应。
光伏并网逆变器原理(详细)PPT课件
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
并网逆变器原理
并网逆变器原理
并网逆变器是一种将直流电能转化为交流电能，且可将电能提供给电网的设备。
其工作原理如下：
1. 输入电路：并网逆变器的输入电路接收来自太阳能电池组或其他直流电源的直流电能。
输入电路通常包括一个DC-DC变
换器，用于调整输入电压和电流的参数。
2. 拓扑结构：并网逆变器采用不同的拓扑结构，最常见的是单相桥式逆变器或三相桥式逆变器。
这些拓扑结构能够将低电压和电流的直流电能转化为交流电，并保持满足电网的传输要求。
3. 控制策略：并网逆变器的控制策略是关键。
通过使用先进的控制算法，可以实现逆变器的最大功率点追踪，以确保太阳能电池组或其他直流电源能够以最佳效率运行。
此外，控制策略还要保证逆变器输出的交流电能与电网的频率和相位相匹配，以确保平稳的电能传输。
4. 输出电路：并网逆变器的输出电路将转换后的交流电能连接到电网上。
输出电路通常包括一个滤波器，用于消除或减少输出电流中的谐波成分，并确保电能传输的质量和稳定性。
5. 电网连接：最后一步是将并网逆变器连接到电网上。
这通常需要遵守电网运营商的规定和标准，并进行相应的配置和调试。
并网太阳能逆变器工作原理
并网太阳能逆变器工作原理并网太阳能逆变器是将太阳能电池板所产生的直流电转换为交流电，并将其与电网进行连接的装置。
它是太阳能发电系统中非常重要的一部分，其主要功能是控制和管理太阳能发电系统的运行，以及将所产生的电能送入电网供电。
1.直流输入：并网太阳能逆变器的第一步是接收太阳能电池板所产生的直流电（DC）输入。
这些直流电通常是通过多个太阳能电池板串联而成的，并通过连接线路传输到逆变器。
2.最大功率点跟踪（MPPT）：逆变器中配备了最大功率点跟踪器，其作用是优化直流电的输出，以确保最大的发电效率。
MPPT会实时监测太阳能电池板的电压和电流，并根据太阳能电池板的工作状况调整负载电阻，最大程度地提高系统发电效率。
3.直流到交流转换：接下来，逆变器将经过MPPT处理后的直流电转换为交流电（AC）。
逆变器内部包含了一个转换器电路，可以改变直流电的频率、电压和形状，使其符合电网的标准要求。
4.滤波：为了保证逆变器输出的交流电纯净而稳定，逆变器内置了一系列滤波器和补偿电路，用于去除电流中的噪声和谐波，并保持电流的平滑性。
5.功率调整：由于太阳能电池板的发电量会随着太阳光照强度和角度的变化而变化，逆变器需要根据电网的负载情况实时调整发电功率。
当太阳能电池板发电过剩时，逆变器会自动降低功率输出；当负载需求增加时，逆变器会根据电网的要求增加功率输出。
6.电网连接：最后一步是将逆变器的交流电输出与电网进行连接。
逆变器通过电网连接点将其发电功率输入电网，并自动与电网进行同步，保证交流电的有序和稳定。
总之，并网太阳能逆变器通过一系列的电子器件和控制电路，将太阳能电池板所产生的直流电转换为交流电，并通过电网输出供电。
它的工作原理是在不断跟踪和调整太阳能电池板的发电状况的基础上，实现对系统发电效果的最大化，并满足电网的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.9 监控软件和附件 光伏阵列防雷汇流箱 （二）
Page 39
三、相关产品介绍
单相： SG1K5TL, SG2K5TL, SG3K, SG5K,SG6K,
三相： SG10K3, SG30K3, SG50K3,SG100K3, SG250K3, SG500KTL, SG1000KHV 所有产品具有CE认证。其中，SG100K3通过TUV认证， SG30K3,SG50K3,SG100K3,SG250K3,SG500KTL通过 意大利DK5940认证。
概念： 1. MPPT工作电压范围：逆变器MPPT的搜索范围 2. 直流电压范围： 系统能够工作的最低电压至最高电压 3. 最高系统开路电压： 系统能承受的最高直流电压
具体设计系统串联数时综合考虑以下几个因素：
• 温度的影响：需要保证在夏天和冬天的MPPT范围
• 效率的影响：尽量考虑逆变器的最优效率工作点
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 转换效率
SG100K3的效率： 最大效率 ηmax ： 96.27% 欧洲效率 ηeuro ： 95.38% SG5K的效率： 最大效率 ηmax ： 94.7% 欧洲效率 ηeuro ： 94.2%
Page 24
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.2 直流输入电压范围
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
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Page 20
西门子750KW
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Page 21
Satcon 公司500KW
Xantrex 500KW
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
SMA 1000KW
Page 22
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 转换效率
光伏并网逆变器中常用的效率概念：
• SMS 短信报警
• E_mail 数据采集和报警
Page 36
• Excel 电子表格报表 • 可免费提供通讯协议，协助客户二次开发
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.9 监控软件和附件
Page 37
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.9 监控软件和附件
光伏阵列防雷汇流箱 （4～12路）
Page 38
最大效率 ηmax ： 逆变器所能达到的最大效率 欧洲效率 ηeuro ： 按照在不同功率点效率根据加权公式计算 加州效率ηcec： 按照不同功率，不同直流电压点效率计算 MPPT效率ηmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度 整机效率ηtot： 在某个直流电压下ηeuro 和ηmppt乘积
Page 23
Page 16
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.7、产业情况
全球生产逆变器的著名厂商大约有20家：
● 德国SMA ● 荷兰Mastervolt ● 奥地利Fronius ● 德国conergy ● 德国KACO ● 日本Sharp ● 加拿大Xantrex ● 瑞士Asp ● 西班牙Ingeteam
SG250K3
工频隔离拓扑结构
三、相关产品介绍
Page 49
SG500KTL大型光伏并网逆变器 直接逆变，无变压器隔离拓扑结构
三、相关产品介绍
Page 50
SG500K3
工频隔离拓扑结构
三、相关产品介绍
Page 51
SG1000KHV
1MW整体解决方案
三、相关产品介绍
Page 52
SG1000KHV 的布局
• 可提供包括逆变器在内的整个光伏发电系统
的“三遥” 方案。
• 可监控其他站控层设备，实现整个电站的远
程监控；
Page 35
• 中英文界面，操作直观友好。 • 自动翻屏功能，具有良好地展示效果。
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.9 监控软件和附件
• 远程通讯手段灵活，功能强大
• GPRS
• Ethernet 以太网
idc vdc
C
太阳能 电池板
直流电压外环 直流电压稳压
交流电流内环 快速跟踪电流 限流控制
A/D
e A/D
同sint i*
步
KF
e
p i
KiP
MPPT PI
v*dc
A/D
vdc
um PWM S
发生器
uT
交流电压前馈 实现无差拍电流控制
光伏并网逆变器控制系统结构框图
Page 29
二、光伏并网逆变器相关技术要点
SG5K,6K－B光伏并网逆变器 工频隔离拓扑结构,室外型
三、相关产品介绍
Page 45
SG10K3 工频隔离拓扑结构
三、相关产品介绍
Page 46
SG30K3/SG50K3 工频隔离拓扑结构
Page 47
三、相关产品介绍
SG100K3光伏并网逆变器
工频隔离拓扑结构
三、相关产品介绍
Page 48
Page 40
三、相关产品介绍
Page 41
SG1K5TL,SG2K5TL光伏并网逆变器 高频升压不隔离拓扑结构
三、相关产品介绍
Page 42
SG3K光伏并网逆变器 工频隔离拓扑结构
三、相关产品介绍
Page 43
SG5K,6K-C光伏并网逆变器 工频隔离拓扑结构,室内型
三、相关产品介绍
Page 44
工频隔离系统的优缺点
优点：
• 使用工频变压器进行电压变换和电气隔离，具有以下优点：结构
简单、可靠性高、抗冲击性能好、安全性能良好、直流侧MPPT电 压等级一般在200V-800V。 缺点：(1)系统效率相对较低。
(2)笨重。
Page 9
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.3 高频隔离系统
Page 10
Page 26
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.3 可靠性（保护配置方式和种类）
保护类型：
• 电网电压过欠压
• 电网电压过欠频
• 交流短路保护
• 孤岛效应保护
• 逆变器过热保护
• 直流极性反接保护
• 逆变器过载保护
Page 27
• 逆变器对地漏电保护
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.4 输出正弦波失真度
当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率 和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳 变信号来判断电网是否失电。
•主动式检测方法：指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， 其中一种方法就是通过在并网电流中注入很小 的失真电流。通过测量逆变器输出的电流的相 位和频率，采用正反馈的方案，加大注入量。 从而在电网失电时，能够很快地检测出异常值。
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
流，馈入电网。
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Page 25
• 导线的损耗：电压越高，损耗越少。
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.2 直流输入电压范围
举例如下： SG100K3: 450V~880V DC，一般推荐阵列开路电 压配置为700V左右。（44V开路电压为16串） SG 5K: 220V~ 780V DC ，一般推荐阵列开路 电压配置为530V左右。（44V开路电压为12串）
•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。
三、相关产品介绍
Page 53
SG1000KHV 主电路框图
四、光伏并网逆变器业绩
Page 54
公司业绩
Page 55
奥运鸟巢并网100KW发电项目
Page 56
西班牙5MW、3MW并网发电项目
5MW项目 使用 50台 SG100K3 3MW项目 使用 120台 SG10K3-SG50K
上海申能1.2MW并网发电系统
缺点：
(1)同样，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。
(2)使用了高频DC/DC，EMC难度加大。
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.5 多DC-DC （MPPT）、单逆变 系统
Page 14
优点：
•同高频不隔离系统 •由于具有多个DC-DC电路，适合多个不同倾斜面阵列接入，即阵
• 使用DSP芯片的CAPTURE口进行捕获。 • 软件中检测到电网频率和相位。调整并网电
流的频率和相位，从而使得并网电流和电网 电压同频，相位差180°。
Page 31
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.8 孤岛效应检测技术 逆变器中同时具有两种软件解决方案