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。
并网光伏电站的基本结构
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。
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。逆变器的过载能力应在规定的负载功率因数下，满足一定的要求。
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)
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得设备,就是太阳能光伏发电站不可缺少得重要组成部分。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得介绍与分析。 1. 并网逆变器在光伏电站中得作用 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,而并网发电系统得基本特点就就是太阳电池组件产生得直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求得交流电之后直接接入公共电网。 1、1 并网光伏电站得基本结构 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得综合体现,它就是光伏并网发电系统中不可缺少得关键部分。并网逆变器得主要功能就是: ◆最大功率跟踪 ◆DCAC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得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DCACDCAC得电路结构,设计较为复杂,采用较多得功率开关器件,因此损耗较大。 ◆低频变压器型 采用DCACAC得电路结构,电路简单,采用普通工频变压器,具有较好得电气安全性,但效率较低。 ◆无变压器型 采用DCAC得电路结构,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得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)得电压范围,一般小于逆变器允许得最大直流输入电压,设计电池组件得输出电压应当在MPP电压范围之内。 e、直流输入最大功率 大于逆变器得额定输出功率,即通常所说得“逆变器功率”。为了充分利用逆变器得容量,设计接入并网逆变器得电池组件得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得直流回路数目。 g、额定输出电压 在规定得输入条件下,逆变器应输出得电压值。电压波动范围一般应:单相220V±5%,三相380±5%。 h、额定输出功率 在规定得输出频率与负载功率因数下,逆变器应输出得额定电流值。 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得电网频率,而且当电网得频率与相位有微小波动时,逆变器输出得交流电应自动追踪电网得频率与相位。当检测到电网频率波动过大,逆变器将自动切离电网。我国得市电频率为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,输出电压得最大谐波含量应≤10%。 k、过载能力 在规定得条件下,在较短时间内,逆变器输出超过额定电流值得能力。逆变器
光伏逆变器主要流派与技术路线
光伏逆变器主要流派与技术路线 发布日期：2015-01-05 浏览次数：35 光伏发电系统由太阳电池组件（PV）方阵、逆变器、交直流配电、计量电器等部分组成。太阳电池组件利用光伏效应原理，将太阳的光能转变为直流电能，该直流电是变化的，不能直接并网或被用电设备直接使用，称之为“粗电”（Raw Electricity）；光伏逆变器将变化的直流电经过电力电子技术变换成频率、相位、幅值符合电力并网要求且自身具有保护功能的交流电，称之为“精电”（Fine Electricity），之后经过配电及保护装置便可并网或供交流负载使用。 光伏逆变器是光伏系统的核心部件之一，但由于逆变器采用电力电子技术、由大量的电子元器件组成，属于光伏系统中的薄弱环节，因此近几年来，在逆变器的技术方案选择、电子线路设计以及新的应用方面，全球出现不同的技术流派以及一些新的应用。主要有以下几种： 1.Central inverter集中式逆变器，这种是最传统也是目前做的厂家最多的，尤其是光伏逆变器鼻祖的欧洲厂家。欧洲以SMA为典型代表，美国以SatCon为典型代表。SMA为全球光伏逆变器市场占用率最高的厂家，其市场占有率达到35%~40%。对于大容量的逆变器，大多数厂家采用集中式逆变器。从其电路结构上说，对小功率逆变器一般采用两级结构，即：第一级Boost升压电路加上第二级DC/AC逆变电路；中大功率逆变器采用一级结构，即DC/AC逆变电路。无论何种电路结构，其功率部分都是放在一个逆变器箱体内。 这种逆变器的优点是： （1）适合MW级的应用； （2）技术成熟； （3）$/W成本较其他解决方案较低。 其缺点是： （1）一旦出现故障则整机必须停机，所有功率均损失； （2）不能对部分太阳能电池板的非有效发电状态如阴影、污物等产生的mis-match进行区别，从而影响MPPT（最大功率点跟踪）效率。
太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方法
2015年6月15日 22:28 太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方 摘要：太阳能光伏发电是21世纪最为热门的能源技术领域之一，是解决人类能源危机的重要手段之一，引起人们的广泛关注。本文介绍了太阳能光伏并网控制逆变器的工作过程，分析了太阳能控制器最大功率跟踪原理，太阳能光伏逆变器的并网原理及主要控制方式。 1引言： 随着工业文明的不断发展，我们对于能源的需求越来越多。传统的化石能源已经不可能满足要求，为了避免面对能源枯竭的困境，寻找优质的替代能源成为人们关注的热点问题。可再生能源如水能、风能、太阳能、潮汐能以及生物质能等能源形式不断映入人们的眼帘。水利发电作为最早应用的可再生能源发电形式得到了广泛使用，但也有人就其的环境问题、安全问题提出过质疑，况且目前的水能开发程度较高，继续开发存在一定的困难。风能的利用近些年来也是热点问题，但风力发电存在稳定性不高、噪音大等缺点，大规模并网对电网会形成一定冲击，如何有效控制风能的开发和利用仍是学术界关注的热点。在剩下的可再生能源形式当中，太阳能发电技术是最有利用价值的能源形式之一。太阳能储量丰富，每秒钟太阳要向地球输送相当于210亿桶石油的能量，相当于全球一天消耗的能量。我国的太阳能资源也十分丰富，除了贵州高原部分地区外，中国大部分地域都是太阳能资源丰富地区，目前的太阳能利用率还不到1/1000。因此在我国大力开发太阳能潜力巨大。 太阳能的利用分为"光热"和"光伏"两种，其中光热式热水器在我国应用广泛。光伏是将光能转化为电能的发电形式，起源于100多年前的"光生伏打现象"。太阳能的利用目前更多的是指光伏发电技术。光伏发电技术根据负载的不同分为离网型和并网型两种，早期的光伏发电技术受制于太阳能电池组件成本因素，主要以小功率离网型为主，满足边远地区无电网居民用电问题。随着光伏组件成本的下降，光伏发电的成本不断下降，预计到2013年安装成本可降至1.5美元/Wp，电价成本为6美分/(kWh)，光伏并网已经成为可能。并网型光伏系统逐步成为主流。 本文主要介绍并网型光伏发电系统的系统组成和主要部件的工作原理。 2并网型光伏系统结构 图1所示为并网型光伏系统的结构。并网型光伏系统包括两大主要部分： 其一，太阳能电池组件。将太阳传送到地球上的光能转化成直流电能；其二，太阳能控制逆变器及并网成套设备，负责将电池板输出直流电能转为电网可接受的交流能量。根据功率的不同太阳能逆变器的输出形式可为单相或者三相；可带隔离变压器，也可不配隔离变压器。
逆变器的选型
逆变器主要技术指标有:额定容量;输出功率因数;额定输入电压、电流 电压调整率;负载调整率;谐波因数;总谐波畸变率;畸变因数;峰值子数等 通过对逆变器产品的考察,现对250kW、500kW逆变器产品及1000kW逆变器做技术参数比较: 本工程装机容量，10MWp，若选用单台容量大的逆变器，逆变器发生故障时，发电系统损失发电量较大；选用单台容量小的逆变设备，则设备数量较多，会增加投资后期的维护工作量；在投资相同的条件下，应尽量选用容量大的逆变设备，可在一定程度上降低投资，并提高系统可靠性，因此，从工程运行及维护考虑,本工程拟采用高效率、大功率逆变器，选用容量为 500kW，逆变器参数暂按如下参数进行设计
集中型逆变器 主要特点是单机功率大、最大功率跟踪（MPPT）数量少、每瓦成本低。目前国内的主流机型以 500kW、630kW 为主，欧洲及北美等地区主流机型单机功率 800kW 甚至更高，功率等级和集成度还在不断提高，德国 SMA 公司今年推出了单机功率 2.5MW 的逆变器。按照逆变器主电路结构，集中型逆变器又可以分为以下 2 种类型 集中型逆变器是目前大部分中大型光伏电站的首选，在全球 5MW 以上的光伏电站中，其选用比例超过 98% 通过对比集中型和组串型主流机型方案在 100MW 电站的运维数据（见表 5），发电量损失二者相当；由于组串型设备是整机维护，而集中型设备是器件维护，设备维护成本上，集中型优势非常明显。同时，在占地几千亩的百 MW 级大规模电站中，对完全分散布置的组串逆变器进行更换，维护人员花在路途上的时间将远高于进行设备更换的时间，这也是组串型的大型电站应用不利因素之一
平价上网光伏电站逆变器选型研究 陈小康
平价上网光伏电站逆变器选型研究陈小康 摘要：光伏电站近年来发展迅猛，平价上网成为光伏电站发展方向。优化光伏 电站逆变器设备选型，提高逆变器输入输出电压，可以显著降低光伏电站造价， 为平价上网创造条件。 关键词：光伏电站；平价上网；逆变器选型优化 1、概述 随着光伏产业技术进步和产业升级加快，光伏电站建设成本显著降低，光伏 电站已基本具备无补贴平价上网的条件。为加快实现光伏电站平价上网，在光伏 电站设计中优化逆变器选型，降低建设成本是非常必要的。 2、光伏电站建设成本分析 光伏电站建设成本一般由设备购置及安装费用、建筑工程费用、其他费用等 四部分构成，其中设备及安装工程费在项目建设成本中比例最高，接近70%，特 别是逆变器设备在光伏电站设备投资中占比较大。 3、光伏电站逆变器选型优化 3.1 光伏电站逆变器选型常用方案 逆变器作为光伏发电系统中将直流电转换为交流电的关键设备之一，其选型 对于发电系统的转换效率和可靠性具有重要作用。 逆变器的选型主要考虑以下技术指标：MPPT数量；转换效率；直流输入电 压范围；最大功率点跟踪；输出电流谐波含量、功率因数；低电压耐受能力；可 靠性和可恢复性；保护功能等。 现阶段光伏电站逆变器配置方案主要有两种：组串式逆变器方案、集中式逆 变器方案。 1）组串式逆变器 组串式逆变器基于模块化概念设计，将单路光伏组串连接至逆变器直流输入端，将直流电转换为交流电输出。一般直流输入电压800~1000V，交流输出电压550~690V。 组串式逆变器常见的输出功率为50kW~100kW，一般具有3～6路MPPT，逆 变器转换效率通常＞99%，中国效率＞98.3%。具有高效发电、安全可靠等特点。 2）集中式逆变器 集中式逆变器是多路光伏组串经过汇流后连接到逆变器直流输入端，集中完 成将直流电转换为交流电输出。一般直流输入电压800~1000V，交流输出电压 550~690V。 集中式逆变器通常见的输出功率为500kW~1250kW，一般具有1～2路MPPT，转换效率通常＞99%，中国效率＞98.2%。具有控制方便、交流侧安全稳定性高、 可靠性高等特点。 3.2 逆变器设备优化方案 逆变器设备作为光伏电站主要设备，对于光伏电站的造价影响有两方面： 1）逆变器的直流输入电压，交流输出电压决定了光伏系统的主要设备、电缆 的选型。更高电压的光伏系统可以降低电缆截面、减少电缆长度、提高组件的组 串长度，减少建设成本。 2）逆变器的直流输入电压，交流输出电压决定了逆变器设备单台容量的大小，逆变器的单台容量越大，设备的单瓦造价越低；同时系统效率更高，可以显著提 高光伏电站发电量。
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。
光伏电站组件容量配比优化方案
光伏电站组件容量配比优化方案 近年来，不同地区的光伏电站采用光伏组件容量与逆变器容量配比值大于1的设计的思路，以达到提高逆变器的运行效率、电站收益的目的。本文将基于某地的实测辐射值进行分析，并计算不同配比值情况下的电站新增发电量与新增投资的关系，以确定合理的配比值。 一、某地实测辐射数据分析 本文采用某地某全年的实测辐射数据。选取其中的水平面总辐射、温度数据进行计算分析。实测数据采样时间为1min，共计525600组，数据完备率96.32%。完成缺失数据插补后，该地全年水平面总辐射量为6262.5MJ/m2。 根据上述数据得出如下：逐月、年代表日逐时、月代表日逐时的辐射量（值）分布图。（其中：数据已调整为真太阳时）：
图1该地区逐月总辐射量直方图 图2该地区年代表日总辐射值分布图 图3该地区逐月代表日总辐射值分布图根据上图可得出如下结论：
（1）该地月总辐射量最大值发生在春、夏换季的5月；且全年逐月总辐射量较平均，有利于光伏电站平稳出力； （2）该地年代表日总辐射极大值差异较小，4个年代表日差异主要是日照时长及当日天气情况而引起的日总辐射量的差异。 （3）该地5月至8月的正午（真太阳时）存在总辐射值超过1000W/m2的情况发生，根据对数据的分析。超过总辐射值超过1200W/m2在6月时有发生。 （4）该地10月至次年4月的空气质量好，透明度高，日总辐射值变化较平稳。 二、不同容量配置比值的计算 本文将采用基于实测的辐射数据完成光伏电站全年逐时（分钟）的发电功率计算。计算时根据如下步骤分别进行计算： （1）光伏组件容量与逆变器容量配比值选择1、1.05、1.1、1.15、1.20分别计算全年逐时发电功率。 （2）考虑各光伏电站实际效率存在差异，光伏组件至逆变器直流母线的效率分别取80%、85%对步骤（1）的各计算结果进行折算。 （3）考虑到逆变器具备的短时超发能力，分别计算超过逆变器标称功率100%、105%、110%的能量损失。 （4）根据步骤（1）~（3）的计算结果，综合计算因光伏组件超配增发的功率与不同效率值、逆变器不同超发能力情况下而限电的最终增发的功率比值。 （5）光伏电站综合单位投资分别取7.5元/W（其中组件价格取3.5元/W）、8元/W（其中组件价格取4元/W）进行光伏电站新增投资比例的计算； （6）综合步骤（4）、（5）的计算结论，计算△发电量与△投资的比值，其结果如下：
逆变器：光伏系统最关键部件
逆变器：光伏系统最关键部件 对于光伏电站来说，光伏组件和逆变器无疑是其中的核心设备，组件即电池板，把太阳光转换成电能类似若干个小电池，逆变器把直流变成交流可以并网应用。 业界对逆变器的能量转换功能已认识得很清楚，决定逆变器转换质量的无疑是其效率指标，业界普遍存在这样的认识：组件选定后直流输出功率就确定了，逆变器选定后系统的交流输出功率也确定了。再看各厂家的逆变器效率参数相差无几（最高效率98.7%左右，欧效98.4%左右），那么决定系统效率的主要就是电池组件，逆变器选哪家关系不大。 事实真的是这样吗？我们看某机构在海南专门建的逆变器测试平台的测试 数据，组件、支架、组件安装倾角、朝向等全部相同，选用了6种逆变器，实际测试发电量数据有些相差已达到6%。难道逆变器厂家给的效率参数有这么大水份？其实不是，如果我们拿功率分析仪分别测量逆变器直流输入和交流输出功率，会发现虽然逆变器转换效率不一定有宣称的那么高，但是两款逆变器的效率差异也不大，都在1%以下。那是否可以说明是电池板的直流功率差异导致呢？例如 有一组电池板存在质量问题导致输出功率显著下降，但是当我们只是交换逆变器后，会发现交换逆变器后原来发电量高的仍然会发电量高，也就说明不是组件阵列本身差异决定的问题。 问题到底出在哪里呢？要搞清楚这个问题还得先回顾下电池板的基本特性 与逆变器MPPT工作原理。 从上图可见组件的一个重要工作特点：组件输出功率受工作电压关系决定，即组件输出功率有最大功率点，偏离最大功率点的电压偏低或者偏高，都会导致组件输出功率降低。也就是说如果一个电站系统中组件的实际工作电压偏离其最大功率电压，则这时光伏组件阵列的输出功率会降低，也就导致电站的发电量降低。 那么组件的工作电压又是怎么确定的呢？这就是逆变器的MPPT跟踪工作原理了，逆变器可以调整其输入直流电压，而逆变器直流输入是跟组件正负极直接
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。
逆变器的选型
。 集中式逆变器和组串式逆变器选型的比较 国家电网对分布式光伏电站要求如下：单个并网点小于6MW，年自发自用电量大于50%；8KW 以下可接入220V；8KW-400KW可接入380V；400KW-6MW可接入10KV。根据逆变器的特点，光伏 电站逆变器选型方法：220V项目选用单相组串式逆变器，8KW-30KW选用三相组串式逆变器，50KW 以上的项目，可以根据实际情况选用组串式逆变器和集中式逆变器。对于MW级别的电站亦可选择380V或10KV方式并网。 逆变器方案对比： 集中式逆变器：设备功率在50KW到630KW之间，功率器件采用大电流IGBT，系统拓扑结 构采用DC-AC一级电力电子器件变换全桥逆变，工频隔离变压器的方式，防护等级一般为IP20。体积较大，室内立式安装。 组串式逆变器：功率小于30KW，功率开关管采用小电流的MOSFET，拓扑结构采用 DC-DC-BOOST升压和DC-AC全桥逆变两级电力电子器件变换，防护等级一般为IP65。体积较小，可室外臂挂式安装。 系统主要器件对比： 集中式逆变器：光伏组件，直流电缆，汇流箱，直流电缆，直流汇流配电，直流电缆，逆变器，隔离变压器，交流配电，电网。 组串式逆变器：组件，直流电缆，逆变器，交流配电，电网。 主要优缺点和适应场合： 1、集中式逆变器一般用于日照均匀的大型厂房，荒漠电站，地面电站等大型发电系统中，系统总功率大，一般是兆瓦级以上。 主要优势有： （1）逆变器数量少，便于管理； （2）逆变器元器件数量少，可靠性高； （3）谐波含量少，直流分量少电能质量高； （4）逆变器集成度高，功率密度大，成本低； （5）逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高； （6）有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。 主要缺点有： （1）直流汇流箱故障率较高，影响整个系统。 （2）集中式逆变器MPPT电压范围窄，一般为450-820V，组件配置不灵活。在阴雨天，雾气多 的部区，发电时间短。 （3）逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和设备。 （4）逆变器自身耗电以及机房通风散热耗电，系统维护相对复杂。 （5）集中式并网逆变系统中，组件方阵经过两次汇流到达逆变器，逆变器最大功率跟踪功能（MPPT）不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，当有一块组件发生故障或者被阴影遮挡，会影响整个系统的发电效率。 （6）集中式并网逆变系统中无冗余能力，如有发生故障停机，整个系统将停止发电。
光伏逆变器的原理和选型技巧
光伏逆变器的原理和选型技巧 一、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。 二、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
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。
光伏并网逆变器的电流锁相改进方案及实现
光伏并网逆变器的电流锁相改进方案及实现 摘要：基于光伏发电并网逆变器控制中电流锁相的重要性和复杂性，提出了带预锁相和遗忘算法的电流锁相方案，该方案可采用硬件锁相和软件锁相两种方式实现。建立了以MC56F8345 型DSF 为控制核心的PWM 逆变器数字化并网实验平台，对改进后的电流锁相方案进行验证。实验结果表明，该方案很好地实现了逆变器输出电流与电网电压的同步锁相控制，且输出电流的幅值、相位、频率均符合控制要求，可稳定、可靠地并网发电，并能实现网侧单位功率因数。关键词：光伏发电；并网逆变器；电流锁相1 引言在光伏发电系统中，并网逆变器输出电流的控制十分重要。有效控制逆变器输出电流可实现网侧功率因数可调。控制电流时，电流锁相十分关键，必须对电网电压的频率和相位进行实时检测，并以此控制逆变器输出电流与电网电压保持同频同相，即同步锁相。若不能稳定、可靠地锁相，则在逆变器与电网连接(并网)过程中会 产生很大的环流，对设备造成冲击，缩短设备使用寿命，严重时还会损坏设备。因此，研究光伏发电并网逆变器电流锁相改进方案及数字化实现具有现实意义。 2 光伏并网逆变器电流矢量控制策略光伏发电并网系统结构框图如图1 所示。图中上半部分为系统主电路，下半部分为系统控制电路。控制过程如下：根据PV 的输出电压、电流，由MPPT 算法获得Ud 参考值，与Ud 实际值比较后经电压调节器得到有功电流(d 轴电流)参考值。φ*为给定功率因数角，为无功电流(q 轴电流)参考值。若要求单位功率因数，则φ*=0，=0。 电流闭环控制通常采用电流矢量控制。图2 示出电流矢量控制的矢量关系图。 u，i．e 分别为逆变器输出电压、输出电流和电网电压的空间矢量。旋转坐
光伏逆变器的简单选型
`光伏逆变器的简单选型 一、光伏逆变器工作原理 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。 逆变器简单原理图 二、光伏逆变器的主要技术指标 1、输出电压的稳定度 在光伏系统中，太阳电池发出的电能先由蓄电池储存起来，然后经过逆变器逆变成220V 或380V的交流电。但是蓄电池受自身充放电的影响，其输出电压的变化范围较大，如标称12V的蓄电池，其电压值可在10．8～14．4V之间变动(超出这个范围可能对蓄电池造成损坏)。对于一个合格的逆变器，输入端电压在这个范围内变化时，其稳态输出电压的变化量应不超过额定值的±5％，同时当负载发生突变时，其输出电压偏差不应超过额定值的±10％。 2、输出电压的波形失真度 对正弦波逆变器，应规定允许的最大波形失真度(或谐波含量)。通常以输出电压的总波形失真度表示，其值应不超过5％(单相输出允许l0％)。由于逆变器输出的高次谐波电流会在感性负载上产生涡流等附加损耗，如果逆变器波形失真度过大，会导致负载部件严重发热，不利于电气设备的安全，并且严重影响系统的运行效率。 3、额定输出频率 对于包含电机之类的负载，如洗衣机、电冰箱等，由于其电机最佳频率工作点为50Hz，频率过高或者过低都会造成设备发热，降低系统运行效率和使用寿命，所以逆变器的输出频率应是一个相对稳定的值，通常为工频50Hz，正常工作条件下其偏差应在±l％以内。 4、负载功率因数 表征逆变器带感性负载或容性负载的能力。正弦波逆变器的负载功率因数为0．7～0．9，额定值为0．9。在负载功率一定的情况下，如果逆变器的功率因数较低，则所需逆变器的
逆变器选型知识手册
逆变器选型知识手册 一、逆变器基础知识 目前逆变器主要采用 PWM 技术：控制器在单脉冲周期内快速投切直流，保证直流的积分值等于同时刻下交流正弦波的采样值，这样经滤波器输出后，即可得到超过 96%的正弦波输出。 输出电压被脉冲调制的自励逆变器为脉冲逆变器。这种逆变器通过增加周期内脉冲的切换次数，来降低电压，电流的脉冲次数；只能通过增加逆变器的整流支数来实现。 交流侧的等效电感决定了电流谐波的含量。因此，为了满足并网接入要求，应保证光伏发电系统的等效电感值小。 逆变器后接低通滤波器和隔离变压器，将滤除 N-1 阶以下的谐波，其中 N 为交流电流周期的触发脉冲数。增加切换频率，则电力电子设备的功率损耗将增加；但低切换频率下，低通滤波器的损耗将增加。如果希望并入单相交流电网的电流倍频，则调制光伏发电机直流输出的交流控制信号频率也要加倍。 二、逆变器的概念 通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。 现代逆变技术是研究逆变电路理论和应用的一门科学技术。它是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制（ＰＷＭ）技术等学科基础之上的一门实用技术。它主要包括半导体功率集成器件及其应用、逆变电路和逆变控制技术３大部分。 三、逆变器的分类 逆变器的种类很多，可按照不同的方法进行分类。 １．按逆变器输出交流电能的频率分，可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。。 工频逆变器 工频逆变器的频率为５０～６０Ｈｚ的逆变器，图1 示出采用工频变压器升压的逆变电路。它首先把直流电逆变成工频低压交流电；再通过工频变压器升压成220V，50Hz 的交流电供负载使用。它的优点是结构简单，各种保护功能均可在较低电压下实现。因其逆变电源与负载之间存有工频变压器，故逆变器运行稳定、可靠、过负荷能力和抗冲击能力强，且能够抑制波形中的高次谐波成分。然而，工频变压器也存在笨重和价格高的问题，而且其效率也比较低。按目前水平制作的小型工频逆变器，其额定负荷效率一般不超过90%，同时因工频变压器在满负荷和轻负荷下运行时铁损基本不变，因而使其在轻负荷下运行的空载损耗较大，效率也较低。
光伏逆变器的设计原理
光伏逆变器的设计原理 并网光伏逆变器的基本设计 无论采用何种技术，逆变器的基本设计都很明确，且非常相似。其核心就是将直流电压(光伏组件)转换成交流电压(可并网)的过程。在转变的过程中，不停地转换直流电的正负极连接，从而形成方向变化的交流电。所以，逆变器的关键部件是桥接开关(晶体管元件，见图1：a))，这个开关桥的一侧连接输入的直流电源，在另一侧连接交流电网。在工作过程中，只有两个相对的开关可以同时关闭。 如果将此开关桥的开关速度设置成与电网频率相同，则在理论上可以将桥的输出侧与电网连接。但是，由于这样输出的电流是方波，且强度没有变化，因此需要在输出端安装一个具有铁芯的电感器，用以将输出电流控制成为正弦波形状。桥的断开采用脉冲过程进行，从而形成与脉冲相关的较小电流分量。这样的电流分量可以对电感器的电流进行控制。脉冲的频率一般为20KHz ，这样就完全可以形成50Hz的电流，见图1：b)。 对于光伏逆变器来说，还有一个非常重要的设备不能遗漏：输入端的电容器，见图1： c ) 。电容器的作用是储存电能，确保来自发电侧的电流持续一致供给桥接开关，并通过与电网频率同步变化的桥进入电网。只有在输入电容器的容量足够大的情况下，才能够保证光伏发电系统的持续、正常运行。 图1：光伏逆变器的基本设计 图2描述了可用于直接并网的逆变器的基本功能。但在实际应用中，输入电压的范围具有一定的局限性。对于并网发电应用，其输入电压必须在任何时刻都高于电网的峰值电压。当电网电压的有效值为250V时，达到正常并网要求的发电源侧的最低电压应为354V。 与标准逆变器的基本设计不同，直接并网逆变器有很多方法来调整或提升输入电压范围。常用的逆变器技术方案与结构都各不相同：
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
关于光伏逆变器选型,分析得太透彻了!
关于光伏逆变器选型，分析得太透彻了！ 前言： 光伏逆变器是光伏发电系统两大主要部件之一，光伏逆变器的核心任务是跟踪光伏阵列的最大输出功率，并将其能量以最小的变换损耗、最佳的电能质量馈入电网。 由于逆变器是串联在光伏方阵和电网之间，逆变器的选择将成为光伏电站能否长期可靠运行并实现预期回报的关键，本文提出了“因地制宜，科学设计”——即根据光伏电站装机规模、所处环境和电网接入要求，合理选择逆变器类型。 1. 光伏电站分类及电站特点 按照光伏电站安装环境的不同，光伏电站一般分为荒漠电站、屋顶电站和山丘电站三种。 荒漠电站：利用广阔平坦的荒漠地面资源开发的光伏电站。该类型电站规模大，一般大于5MW；电站逆变输出经过升压后直接馈入110kV、330kV或者更高电压等级的高压输电网；所处环境地势平坦，光伏组件朝向一致，无遮挡。该类电站是我国光伏电站的主力，主要集中在西部地区。 山丘电站：利用山地、丘陵等资源开发的光伏电站。该类电站规模大小不一，从几MW到上百MW不等；发电以并入高压输电网为主；受地形影响，多有组件朝向不一致或早晚遮挡问题。这类电站主要应用于山区，矿山以及大量不能种植的荒地。 屋顶电站：利用厂房、公共建筑、住宅等屋顶资源开发的光伏电站。该类型电站规模受有效屋顶面积限制，装机规模一般在几千瓦到几十兆瓦；电站发电鼓励就地消纳，直接馈入低压配电网或35kV及以下中高压电网；组件朝向、倾角及阴影遮挡情况多样化。该类电站是当前分布式光伏应用的主要形式，主要集中在我国中东部和南方地区。 2. 逆变器分类及特点 光伏逆变器根据其功率等级、内部电路结构及应用场合不同，一般可分为集中型逆变器、组串型逆变器和微型逆变器三种类型。 集中型逆变器：主要特点是单机功率大、最大功率跟踪（MPPT）数量少、每瓦成本低。按照逆变器主电路结构，集中型逆变器又可以分为以下两种类型：