分布式光伏发电关键技术

4 户用逆变器的关键技术
Biblioteka Baidu
5 中大型逆变器的拓扑结构
6 木桶效应及其改进
7
一体式光充储能技术
2017/7/14
102
光伏组件工艺结构
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在实际测量中,以单晶体桂光伏电池为例,电池板对地寄生电容最大可以达到50150nF/kWp
监控网管
多重保护
光伏逆变器占系统成本约5~12%、但影 响95~98%以上运行稳定性与可靠性
2017/7/14
98
光伏逆变器的关键属性
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电站 业主
光伏发 电收益
电网 公司
电网 友好性
逆变器制造商 系统效率 设备可靠性 电能质量
2015/12/11
103
单相光伏逆变器共模漏电流安规
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最新的中国光伏标准GB/T 30427-2013《并网光伏发电专用逆变器技术要求和 试验方法》中对光伏并网系统的方阵残余电流做出了下述规定: 对于额定输出小于的逆变器,漏电流要小于300mA 对于额定输出大于3欣的逆变器,对应的漏电流峰值不得超过10mA/kVA 德国的低压并网指令VDE0126-1-1 澳大利亚标准“Grid connection of energy systems via inverters"AS4777.1 2005 中 5.3.4
2017/7/14
90
组件功率差异的主要成因
应用组商件店搜出索厂“功电率子研差习异社”，下载APP，观看脏本污文遮培训挡视频；电子研习社QQ组群件：6不27均47匀00老23化
电站散热差异
局部阴影
辐照快速变化(云层遮挡
2017/7/14
91
灰尘、阴影、朝向不一致影响发电量
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分布式光伏发电关键技术
2017/7/14
80
胡炎申博士主讲的高效新能源电力电子 技术培训视频已经在电子研习社 APP上 线，下载电子研习社APP即可免费观看
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目录
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无锡尚德STP255-20光伏组件规格书
2017/7/14
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1.自然因素‐‐‐(2)云雾、光散射与反射
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晴天时散射光占比为10%
如何利用散射光？ ---智能优化器
多云天气散射光占比为30%
德国弗莱堡市弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(ISE)
106
并网逆变器及其控制策略
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2017/7/14
107
单相逆变器常用拓扑结构
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H4@all
H5@SMA
H6@...
2017/7/14
93
单个组件遮挡对组串的影响
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传统集中式 逆变器
表:组件遮挡-功率影响实测结果
组件
遮挡结果
功率损失
遮挡比例 组串电压变化(V) 组串电流变化(A) 比例
25%
249→220
7.95→7.9
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z 部件因素：组件衰减与老化、离散性等内因 一般厂家承诺头两年衰减不超过2%，10年不超过10%，25年不超过20%。 据统计，头两年衰减在2%以内的光伏组件基本很少。
标称偏差也是光伏组件一个重要参数，一般±3%内是可以接受的。这说明， 虽然组件的标称参数是一样的，但实际上输出特性曲线是有差异的，这就 造成多个组件串并联时功率失配。从而，业界大厂一般采用正偏差。
升压变压 器损耗
直流电缆线损
交流电缆线损
2017/7/14
96
目录
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1
光伏并网发电系统
2 影响发电量的关键因素
3 逆变器是核心光伏设备
4 户用逆变器的关键技术
5 中大型逆变器的拓扑结构
6 木桶效应及其改进
7
逆变器技术 发展方向
可靠 高效 绿色 智能 易用
并网逆变器有两个婆家：电站业主、电网公司
2017/7/14
99
逆变器‐‐‐可靠、高效、绿色、智能、易用
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安全可靠
高效发电
绿色环保
智能网管
方便使用
阻燃性原材料， 确保安规要求 直流拉弧检测， 分断及防火要求 低共模漏电流， 确保人身安全 高效散热设计， 经受户外恶劣气 候环境考验 成熟可靠的元器 件和实施DFx
1 光伏并网发电系统
2 影响发电量的关键因素
3 逆变器是核心光伏设备
4 户用逆变器的关键技术
5 中大型逆变器的拓扑结构
6 木桶效应及其改进
7
一体式光充储能技术
2017/7/14
81
光伏发电系统图片
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2017/7/14
95
3.部件因素‐‐‐(3)系统功率损耗构成
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组件光电转换效率、 离散失配、老化程 度、灰尘脏污、阴 影云雾等
光伏电缆线损
直流电缆线损
交流电缆线损
汇流箱通流、 失配损耗
夜间待 机损耗
逆变器功耗 直流柜通流、及MPPT效率 失配损耗
创新系统优化 技术，实现最 优的性价比 颗粒度更细的 MPPT算法 电能转换方面， 关注满载效率， 重视轻载效率 PID修复技术， 延长组件寿命
电网并网点 低电流谐波 电网零、高、 低电压穿越 各种弱电网 条件下的强 适应能力 电网调度和 支撑能力， 能有功降额 及无功补偿
智能硬件化， 自动执行远 程升级功能 支持远程智 能网络监控 支持网络管 理、告警管 理、性能管 理、软件管 理、配置管 理各项功能
地面电站--杂草
地面电站--冰雪
地面电站--支架
屋顶--阴影
电站--灰尘
曲面BIPV--朝向不一致
2017/7/14
92
单个电池片遮挡对组件的影响
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表:单个组件遮挡-功率影响实测结果
电池片 遮挡比例
25% 49.5% 72% 93.5%
遮挡结果
组件电压变化(V) 29.7→31 30.2→35.9 30.3→37.5 29.7→30
组件电流变化(A) 7.8→6.86 7.8→4.37 7.4→2.5 7.8→0.98
功率损失比例
8.30% 33.40% 58.20% 87.30%
结论： 单个电池片93.5%的遮挡，遮挡面积占 组件的1.55% 整个组件输出功率下降87.3%。
82
集中式光伏发电系统
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欢迎关注茂硕电气公众号： 《集中式逆变器已在江湖很多年》
主要缺点： 1、多个光伏组件串、并联， 存在“木桶效应” 2、1MW并网点只有两路 MPPT，影响发电量
2017/7/14
83
转换效率
弱光发电能力
系统部件、交直 流线缆也直接影 响发电量，电站 首先要优化设计
过载能力
MPPT算法
MPPT精度
长期稳定性
2017/7/14
101
目录
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1
光伏并网发电系统
2 影响发电量的关键因素
3 逆变器是核心光伏设备
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实际发电量
装机容量
有效日照 时间
系统效率
并网光伏电站的 装机规模与安装 地点确定后，基 本已经固定
光伏电站的系统效率理论应为80%左右，但据统 计，国内西部大型地面电站的平均效率仅为74%。
王斯成 国家发改委新能源研究所
84
目录
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1
光伏并网发电系统
2 影响发电量的关键因素
3 逆变器是核心光伏设备
4 户用逆变器的关键技术
5 中大型逆变器的拓扑结构
6 木桶效应及其改进
7
一体式光充储能技术
2017/7/14
85
系统效率‐‐‐影响发电量的关键因素
一体式光充储能技术
2017/7/14
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光伏逆变器==四两拔千斤
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痛点 9 稳定性
转换效率
适应电网
9 发电量
9 可维护性 9 环境适应性
直流输入
逆变器
交流输出
9 弱电网适应性
9 CAPEX/OPEX/LCOE 卖点 9 高发电量、方便使用
组串式光伏发电系统
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欢迎关注茂硕电气公众号：
《组串式逆变器那些事儿》
主要缺点： 1、多个光伏组件串、 并联，存在“木桶效应” 2、1MW并网点多机并 联，存在谐振、谐波过 大，同时也不利于智能 电网调度
2017/7/14
12.21%
结论： 对最下面一排电池片25%的遮挡， 遮 挡面积占组件的1.55%，组串 输出功率下降12.21%
2017/7/14
94
3.部件因素‐‐‐(2)光伏组件的智能MPPT
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未来 电池片级MPPT
体积小、重量 轻、连接简单， 快速便捷安装 家电化设计， 傻瓜式操作 模组化设计， 易损器件快速 维护更换 7天24小时不 间断咨询服务， 案例式培训
2017/7/14
100
逆变器性能影响发电量
发应电用量商是店由搜转索换“效电子率研，习过社载”能，力下，载弱AP光P，发观电看能本力文，培M训P视PT频精；度电，子运研行习稳社Q定Q性群等：多62种74因70素02决3定
2017/7/14
104
共模漏电流的常用分析方法
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2017/7/14
105
降低共模漏电流的两种解耦结构
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2017/7/14
• 更智能 • 标准化 • 实现理想的电池片
• 集成式（智能接线盒） • 可靠性更高
第三代组件级MPPT • 外挂式优化器
• 发电量更高 • 监控更精准
第二代组串级MPPT
• 集中式管理仍有缺陷 • 提升发电效率有瓶颈
• 注重系统装机量
第一代系统级MPPT • 维护成本高
• 电站运营效率低
2017/7/14
2017/7/14
86
1.自然因素‐‐‐(1)组件表面温度
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西北光照条件良好，一天当中最好的光照时间段为12~15 点，但是同时气温最高，Pmax与组件表面温度成反比， 影响了输出的最高功率。 ---做好组件的散热措施，比如彩钢瓦屋顶隔热等。
HERIC@ISE/Sunways
2017/7/14
108
茂硕PCT国际专利‐‐‐改进型H6拓扑
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Q1
Q2
+
C1
Q5
Q6
Q3
Q4
L1 C2 Grid
L2
2017/7/14
109
改进型H6逆变拓扑控制时序
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2017/7/14
88
2.人为因素
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z 人为因素：电站设计不当，如阵列间距、组件摆放、遮挡、清洁
电池板放置时， 需留有一定间距。 不然构成阴影， 尤其冬至前后 ---建议3米以上
2017/7/14
89
3.部件因素‐‐‐(1)光伏组件