光伏并网逆变器简介.ppt

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1、光伏并网逆变器简介光伏并网逆变器简介安徽颐和新能源科技股份有限公司安徽颐和新能源科技股份有限公司 彭凯彭凯安徽颐和新能源科技股份有限公司一一.光伏并网逆变器的结构和原理光伏并网逆变器的结构和原理二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性三三.光伏电站中的方阵功率与逆变器功率匹配光伏电站中的方阵功率与逆变器功率匹配四四.光伏电站对逆变器的要求和选型分析光伏电站对逆变器的要求和选型分析目录目录安徽颐和新能源科技股份有限公司 光伏并网逆变器是把太阳电池所输出的直流电转换光伏并网逆变器是把太阳电池所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，是并网型成符合电网要求的交流

2、电再输入电网的设备，是并网型光伏系统能量转换与控制的核心。光伏系统能量转换与控制的核心。一一.光伏并网逆变器的结构和原理光伏并网逆变器的结构和原理安徽颐和新能源科技股份有限公司一一.光伏并网逆变器的结构和原理光伏并网逆变器的结构和原理 根据有无隔离变压器，光伏并网逆变器可分为隔离型和非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。隔离型。安徽颐和新能源科技股份有限公司1.非隔离型（单级）非隔离型（单级）一一.光伏并网逆变器的结构和原理光伏并网逆变器的结构和原理优点：优点：优点：优点：省去了笨重的工频变压器：特高的效率（省去了笨重的工频变压器：特高的效率（省去了笨重的工频变压器：特高

3、的效率（省去了笨重的工频变压器：特高的效率（98%98%左右）、重量轻、结构简单。左右）、重量轻、结构简单。左右）、重量轻、结构简单。左右）、重量轻、结构简单。缺点：缺点：缺点：缺点：(1)(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。利。利。利。(2)(2)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。对于太阳电池组件乃至整个系统的绝缘有较高

4、要求，容易出现漏电现象。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。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。安徽颐和新能源科技股份有限公司2.非隔离型（多级）非隔离型（多级）一一.光伏并网逆变器的结构和原理光伏并网逆变器的结构和原理优点：优点：优点：优点：高效率、重量轻。同时加入了高效率、重量轻。同时加入了高效率、重量轻。同时加入了高效率、重量轻。同时加入了BOOSTBOOST电路用于电路用于电路用于电路用于DC/DCDC/DC直流输入电压的提升，直流输入电压的提升，直流输入电压的提升，直流输入电压的提升，太阳电池阵列的直流输入电压范围可以很宽。太阳

5、电池阵列的直流输入电压范围可以很宽。太阳电池阵列的直流输入电压范围可以很宽。太阳电池阵列的直流输入电压范围可以很宽。缺点：缺点：缺点：缺点：(1)(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。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。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。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)(2)使用了高频使用了高频使用了高频使用了高频DC/DCDC/DC，EMCEMC设计难度加大。设计难度加大。设计难度加大。设计难度加大。(3)(3)可靠性较低。可靠性较低。可靠性较低。可靠性较低。安徽颐和新能源科技股份

6、有限公司3.隔离型（高频隔离型（高频)一一.光伏并网逆变器的结构和原理光伏并网逆变器的结构和原理优点：优点：优点：优点：同时具有电气隔离和重量轻的优点同时具有电气隔离和重量轻的优点同时具有电气隔离和重量轻的优点同时具有电气隔离和重量轻的优点,较高的效率。较高的效率。较高的效率。较高的效率。缺点：缺点：缺点：缺点：(1)(1)由于隔离由于隔离由于隔离由于隔离DC/AC/DCDC/AC/DC的功率等级一般较小的功率等级一般较小的功率等级一般较小的功率等级一般较小(2)(2)高频高频高频高频DC/AC/DCDC/AC/DC的工作频率较高，一般为几十的工作频率较高，一般为几十的工作频率较高，一般为几十

7、的工作频率较高，一般为几十KHzKHz或更高，系统的或更高，系统的或更高，系统的或更高，系统的EMCEMC比较比较比较比较难设计；难设计；难设计；难设计；安徽颐和新能源科技股份有限公司4.隔离型（工频）隔离型（工频）一一.光伏并网逆变器的结构和原理光伏并网逆变器的结构和原理优点：优点：优点：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、安全性能良好简单、可靠性高、抗冲击性能好、安全性

8、能良好简单、可靠性高、抗冲击性能好、安全性能良好简单、可靠性高、抗冲击性能好、安全性能良好缺点：缺点：缺点：缺点：(1)(1)系统效率相对较低。系统效率相对较低。系统效率相对较低。系统效率相对较低。(2)(2)笨重。笨重。笨重。笨重。安徽颐和新能源科技股份有限公司5.隔离型（工频电力变压器隔离）隔离型（工频电力变压器隔离）一一.光伏并网逆变器的结构和原理光伏并网逆变器的结构和原理优点：优点：可大大提高并网效率和节约成本可大大提高并网效率和节约成本 同时便于当地选择适合电网要求的变压同时便于当地选择适合电网要求的变压器。适合大型并网电站中应用。器。适合大型并网电站中应用。安徽颐和新能源科技股份有

9、限公司一一.光伏并网逆变器的结构和原理光伏并网逆变器的结构和原理EHE-N500KTL 逆变器电路拓扑逆变器电路拓扑安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性 光伏并网逆变器的输入能量为太阳电池阵列转换的太阳能，所光伏并网逆变器的输入能量为太阳电池阵列转换的太阳能，所以，其动态性很强，受日照，天气，季节，温度影响较大。以，其动态性很强，受日照，天气，季节，温度影响较大。安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性从中图（a）中，可以看出短路电流近乎与日照强度成正比增加，开路电压随着日照强度的增

10、大而略微增加。随着日照强度的降低，总体效果会造成太阳能电池的输出功率下降如图（b）；从图（c）中可以看出，温度上升使太阳电池开路电压下降，短路电流Isc则轻微增大。总体上，温度升高会造成太阳能电池的输出功率下降，如图（d）所示。安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性 由于光伏并网逆变器输入能量的特殊性，其输出功由于光伏并网逆变器输入能量的特殊性，其输出功率具有不连续不确定的特点，白天随日照强度，温度等率具有不连续不确定的特点，白天随日照强度，温度等因素的变化而变化，晚上无能量输出，对电网有周期性因素的变化而变化，晚上无能量输出，对电网有周

11、期性冲击。冲击。安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性 为了使整个光伏系统输出最大的能量，并网逆变器为了使整个光伏系统输出最大的能量，并网逆变器要具备要具备mppt跟踪功能。跟踪功能。常见的常见的mppt跟踪方法有以下几种：跟踪方法有以下几种：定电压跟踪法，扰动观察法，电导增量法，扰动定电压跟踪法，扰动观察法，电导增量法，扰动观察与定电压结合法等观察与定电压结合法等安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性定电压跟踪法：定电压跟踪法：将光伏电池输出电压控制在其最大功率点附近的将光伏电池输

12、出电压控制在其最大功率点附近的某一定电压处，光伏电池将获得近似的最大功率输出，某一定电压处，光伏电池将获得近似的最大功率输出，这种控制就是定电压跟踪法，其实际上是一种开环的这种控制就是定电压跟踪法，其实际上是一种开环的MPPT算法。算法。安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性扰动观察法：扰动观察法：扰动光伏电池的输出电压（或电流），然后观测光扰动光伏电池的输出电压（或电流），然后观测光伏电池的输出功率的变化，根据功率变化的趋势连续改伏电池的输出功率的变化，根据功率变化的趋势连续改变扰动电压（或电流）方向，使光伏电池最终工作在最变扰动电压（

13、或电流）方向，使光伏电池最终工作在最大功率点。大功率点。电导增量法：电导增量法：通过比较太阳能电池阵列的瞬时电导与电导的变化量,根据比较结果进行相应的调制来完成最大功率点跟踪的功能。安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性扰动观察与定电压结合法：扰动观察与定电压结合法：当扰动观察法在一定时间范围内，直流电压波动当扰动观察法在一定时间范围内，直流电压波动以及功率波动在一定的阈值范围之内，这就表示此时太以及功率波动在一定的阈值范围之内，这就表示此时太阳能基本工作在目前的最大功率点，这时可以直接将直阳能基本工作在目前的最大功率点，这时可以直接将直

14、流电压稳定在此电压点，实现定电压法。同时通过观测流电压稳定在此电压点，实现定电压法。同时通过观测输出功率，如果在定电压过程中，输出功率有大的波动输出功率，如果在定电压过程中，输出功率有大的波动就表示外界环境有大的变化需要重新稳定一个新的就表示外界环境有大的变化需要重新稳定一个新的MPPT电压。这样就放开定电压法，让扰动观察法法重电压。这样就放开定电压法，让扰动观察法法重新启动，等待出现新的稳定点。新启动，等待出现新的稳定点。安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网系统是可再生能源分布式发电系统，光伏并网系统是可再生能源分布式发电系统

15、，光伏并网逆变器要具备反孤岛的技术光伏并网逆变器要具备反孤岛的技术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的现象。电的孤岛的现象。伏并网发电系统的功率流图伏并网发电系统的功率流图安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性反孤岛方法反孤岛方法被动检测：被动检测：电网电压的幅值、频率和相位。当电网失电时，电网电压的幅值、频率和相位。当电网失电

16、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。检测跳变信号来判断电网是否失电。主动式检测：指对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈主动式检测：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，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，能够很快采用正反馈的方案，加大注入量。从

17、而在电网失电时，能够很快地检测出异常值。地检测出异常值。安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性大型光伏电站一般是并入中高压电网，光大型光伏电站一般是并入中高压电网，光伏电站的稳定性对电网的稳定性有重要影响，对并入伏电站的稳定性对电网的稳定性有重要影响，对并入中高压电网的光伏系统，其逆变器要具备低电压穿越中高压电网的光伏系统，其逆变器要具备低电压穿越功能，避免在电网电压异常时脱离，引起电网电源的功能，避免在电网电压异常时脱离，引起电网电源的不稳定。不稳定。安徽颐和新能源科技股份有限公司二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输

18、出特性安徽颐和新能源科技股份有限公司 二二.光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器的输入输出特性光伏并网逆变器要实现光伏并网逆变器要实现LVRT功能在以下方面要做适当处理功能在以下方面要做适当处理1.系统供电电源系统供电电源 要具备一定的储能能力，在电压跌落时，保证系统供电正常要具备一定的储能能力，在电压跌落时，保证系统供电正常2.对输出电流的控制对输出电流的控制在电网电压突然跌落时，若控制不得当，会出现输出电流激在电网电压突然跌落时，若控制不得当，会出现输出电流激增，跳保护的问题。增，跳保护的问题。安徽颐和新能源科技股份有限公司 三三.光伏电站中的方阵功率与逆变器功率匹配光伏电站中的方阵

19、功率与逆变器功率匹配光伏逆变器一般输入侧最大功率都为额定功率的光伏逆变器一般输入侧最大功率都为额定功率的1.1倍，在配置电池板功率时，一般不要超过此限值。倍，在配置电池板功率时，一般不要超过此限值。在光照比较好的地区（如我国西部），电池板方在光照比较好的地区（如我国西部），电池板方阵功率跟逆变器额定功率相同，就能使逆变器满载输阵功率跟逆变器额定功率相同，就能使逆变器满载输出。若逆变器有一定的过载能力，为提高光伏系统整出。若逆变器有一定的过载能力，为提高光伏系统整体效益，电池板方阵功率可适当放大。体效益，电池板方阵功率可适当放大。安徽颐和新能源科技股份有限公司 三三.光伏电站中的方阵功率与逆变器

20、功率匹配光伏电站中的方阵功率与逆变器功率匹配在光伏系统中，电池板方阵的配置，还要考虑所在光伏系统中，电池板方阵的配置，还要考虑所用逆变器的允许直流电压范围，设置合适的组串关系，用逆变器的允许直流电压范围，设置合适的组串关系，使方阵的最大功率点电压在逆变器最优的工作电压附使方阵的最大功率点电压在逆变器最优的工作电压附近，从而提高系统的效率和可靠性。近，从而提高系统的效率和可靠性。安徽颐和新能源科技股份有限公司 四四.光伏电站对逆变器的要求和选型分析光伏电站对逆变器的要求和选型分析如何选择光伏逆变器：如何选择光伏逆变器：1.强制性标准强制性标准*是否满足国家或行业标准、电网及认证要求是否满足国家或

21、行业标准、电网及认证要求*是否具备认证证书，中国认证如金太阳认证是否具备认证证书，中国认证如金太阳认证安徽颐和新能源科技股份有限公司 四四.光伏电站对逆变器的要求和选型分析光伏电站对逆变器的要求和选型分析2.产品性能产品性能*逆变效率指标逆变效率指标:最大效率、欧洲效率、最大效率、欧洲效率、MPPTMPPT效率效率*可靠性指标可靠性指标 *维护成本、响应速度及服务能力维护成本、响应速度及服务能力*购买价格及供货范围购买价格及供货范围安徽颐和新能源科技股份有限公司 四四.光伏电站对逆变器的要求和选型分析光伏电站对逆变器的要求和选型分析3.供应商实力供应商实力*公司的规模、品牌、业绩公司的规模、品

22、牌、业绩*所在公司的技术水准及长期生存能力所在公司的技术水准及长期生存能力*产品的交货周期产品的交货周期安徽颐和新能源科技股份有限公司 四四.光伏电站对逆变器的要求和选型分析光伏电站对逆变器的要求和选型分析光伏电站与逆变器选型目前有两种主要的做法：光伏电站与逆变器选型目前有两种主要的做法：一一.选择单机容量较少的多台机器组合的方式选择单机容量较少的多台机器组合的方式二二.选择单机容量较大的较少机器组合的方式选择单机容量较大的较少机器组合的方式 采用第一种方式，光伏系统前期的投入成本较高，采用第一种方式，光伏系统前期的投入成本较高，考虑到逆变器的成熟度，故障率及厂家的服务时间及考虑到逆变器的成熟度，故障率及厂家的服务时间及成本，长时间的电站收益可能较高成本，长时间的电站收益可能较高采用地二种方式，光伏系统前期的投入成本较低，采用地二种方式，光伏系统前期的投入成本较低，但长时间的电站收益可能不是最经济但长时间的电站收益可能不是最经济安徽颐和新能源科技股份有限公司谢谢大家！谢谢大家！