太阳能光伏并网逆变器的原理资料

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1、太阳能光伏并网逆变器的原理,06月9日,逆变器 一：逆变器的概述： 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。 在光伏并网系统中，并网逆变器是核心部分。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。

2、 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,3,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，其主要功能是将太阳能电池板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。,4,图2 逆变器原理框图,5,1.按逆变器输出交流电能的频率分： （1）工频逆变器：工频逆变器的频

3、率为的逆变器 （2）中频逆器：中频逆变器的频率一般为到十几 （3）高频逆变器：高频逆变器的频率一般为十几K到。 2.按逆变器输出的相数分可分为： （1）单相逆变器 （2）三相逆变器 （3）多相逆变器,6, 按照逆变器输出电能的去向分可分为： （1）有源逆变器 （2）无源逆变器 按逆变器主电路的形式分可分为： （1）单端式逆变器 （2）推挽式逆变器 （3）半桥式逆变器 （4）全桥式逆变器,7, 按逆变器主开关器件的类型分可分为： （1）晶闸管逆变器 （2）晶体管逆变器 （3）场效应逆变器 （4）绝缘栅双极晶体管（IGBT）逆变器 按直流电源分可分为: （1）电压源型逆变器（VSI） （2）电流源

4、型逆变器（CSI） 按逆变器控制方式分可分为： （1）调频式（PFM）逆变器 （2）调脉宽式（PWM）逆变器,8, 按逆变器控制方式分可分为： （1）调频式（PFM）逆变器 （2）调脉宽式（PWM）逆变器 按逆变器开关电路工作方式分可分为： （1）谐振式逆变器 （2）定频硬开关式逆变器 （3）定频软开关式逆变器 （2）并网光伏系统逆变器,9, 并网发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。通过光伏组件将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后转换后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。,10,光伏逆变器的工作原理： 逆变装置的核心，是逆变开关电路

5、，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。,11,二.几种逆变技术分析 1.低频环节逆变技术 此技术可以分为：方波逆变、阶梯合成逆变、脉宽调制逆变三种，但这三种逆变器的共同点都是用来实现电器隔离和调整变压比的变压器工作频率等于输出电压频率，所以称为低频环节逆变器，该电路结构由工频或高频逆变器、工频变压器以及输入、输出滤波器构成，如图1 所示，具有电路结构简洁、单级功率变换、变换效率高等优点，但同时也有变压器体积和重量大、音频噪音大等缺点。,12,13,2.高频环节逆变技术 高频环节逆变电路如图2 所示，就是利用高频变压器替代低频变压器进行能量传输、并实现变流装置的

6、一、二次侧电源之间的电器隔离，从而减小了变压器的体积和重量，降低了音频噪音，此外逆变器还具有变换效率高、输出电压纹波小等优点。此类技术中也有不用变压器隔离的，在逆变器前面直接用一级高频升压环节，这级高频环节可以提高逆变侧的直流电压，使得逆变器输出与电网电压相当，但是这样方式没有实现输入输出的隔离，比较危险，相比这两种技术来讲，高频环节的逆变器比低频逆变器技术难度高、造价高、拓扑结构复杂。,14,15,3.单相逆变电路拓扑的介绍： 实现逆变有很多种典型的电路拓扑，主要有推挽逆变拓扑、半桥逆变拓扑、全桥逆变拓扑三种，下文将对这三种拓扑进行介绍。 推挽逆变拓扑： 图3 所示的推挽电路只用两个开关元器

7、件，比全桥电路少用了一半的开关器件，可以提高能量利用率，另外驱动电路具有公共地，驱动简单，适用原边电压比较低的场合，但由于本身电路的结构特点，推挽电路拓扑无法输出正弦电压波形，只能输出方波电压波形，适用于1KW 以下的方波电压方案。,16,17,三保护措施。 一款性能优良的逆变器，还应具备完备的保护功能或措施，以应对在实际使用过程中出现的各种异常情况，使逆变器本身及系统其他部件免受损伤。 (1)输入欠压保户：当输入端电压低于额定电压的85 时，逆变器应有保护和显示。 (2)输入过压保户：当输入端电压高于额定电压的130时，逆变器应有保护和显示。 (3)过电流保护：逆变器的过电流保护，应能保证在

8、负载发生短路或电流超过允许值时及时动作，使其免受浪涌电流的损伤。当工作电流超过额定的150 时，逆变器应能自动保护。,18,(4)输出短路保户：逆变器短路保护动作时间应不超过05s。 (5)输入反接保护：当输入端正、负极接反时，逆变器应有防护功能和显示。 (6)防雷保护：逆变器应有防雷保护。 (7)过温保护等。另外，对无电压稳定措施的逆变器 ，逆变器还应有输出过电压防护措施，以使负载免受过电压的损害。,19,四光伏逆变器的安装注意事项及维护： 逆变器安装维修的注意事项： 1、在安装前首先应该检查逆变器是否在运输过程中有无损坏。 2、在选择安装场地时，应该保证周围内没有任何其他电力电子设备的干扰

9、。 3、在进行电气连接之前，务必采用不透光材料将光伏电池板覆盖或断开直流侧断路器。暴露于阳光，光伏阵列将会产生危险电压。 4、所有安装操作必须且仅由专业技术人员完成。 5、光伏系统发电系统中所使用线缆必须连接牢固，良好绝缘以及规格合适。,20,6、所有的电气安装必须满足当地以及国家电气标准。 7、仅当得到当地电力部门许可后并由专业技术人员完成所有电气连接后才可将逆变器并网。 8、在进行任何维修工作前，应首先断开逆变器与电网的电气连接，然后断开直流侧电气连接。 9、等待至少 5 分钟直到内部元件放电完毕方可进行维修工作。 10、任何影响逆变器安全性能的故障必须立即排除方可再次开启逆变器。,21,

10、11、避免不必要的电路板接触。 12、遵守静电防护规范，佩戴防静电手环。 13、注意并遵守产品上的警告标识。 14、操作前初步目视检查设备有无损坏或其它危险状态。 15、注意逆变器热表面。例如功率半导体的散热器等，在逆变器断电后一段时间内，仍保持较高温度。,22,五逆变器安装位置的要求： 1、勿将逆变器安装在阳光直射处。否则可能会导致额外的逆变器内部温度，逆变器为保护内部元件将降额运行。甚至温度过高引发逆变器温度故障。 2、选择安装场地应足够坚固能长时间支撑逆变器的重量。 3、所选择安装场地环境温度为-25C 50C，安装环境清洁。 4、所选择安装场地环境湿度不超过 95%，且无凝露 5、逆变

11、器前方应留有足够间隙使得易于观察数据以及维修。,23,6、尽量安装在远离居民生活的地方，其运行过程中会产生一些噪声。 7、安装地方确保不会晃动。,24,8.2 监控操作,8.2.1 查询系统运行信息 您可以通过 LCD 液晶屏，查询 SUN8000 系统运行的相关信息，包括输入数据、输出数据、机柜数据、实时曲线、ISO 曲线、发电量、操作日志。 操作步骤 步骤 1 在主界面，点击“运行”，进入“运行”界面。,步骤 2 在“运行”界面，点击“输入数据”，切换查询各个功率柜的输入电压、输入电流及输入功率。,步骤 3 在“运行”界面，点击“输出数据”，查看输出的各路线电压、各相线电流、有功功率、无功

12、功率、功率因数及电网频率。,步骤 4 在“运行”界面，点击“机柜数据”，切换查看各个功率柜和控制柜的相关数据,步骤 5 在“运行”界面，点击“实时曲线”，切换查看各个功率柜和控制柜图形化统计数据。,功率柜实时曲线包括：输入电压曲线和输出功率曲线。 控制柜实时曲线为：输出功率曲线。,步骤 6 在“运行”界面，点击“ISO 曲线”，查看运行状态时各功率柜的 ISO（绝缘阻抗）曲线。,步骤 7 在“运行”界面，点击“发电量”，查看发电量数据,步骤 8 在“运行”界面，点击“操作日志”，查看系统操作日志数据,8.2.2查询告警记录,操作步骤 步骤 1 在主界面，点击“告警”，进入“告警”界面 步骤 2

13、 在“告警”界面，点击“当前告警”。,步骤 3 在“告警”界面，点击“历史告警”,8.2.3设置系统参数,操作步骤 步骤 1 在主界面，点击“设置”，进入用户及密码设置界面。 步骤 2 在“用户名”下拉框中选择“高级用户”，并在“密码”区域框中输入正确的密码，,步骤 3 点击 ，然后点击“系统参数”，进入“系统参数”界面。,步骤 4 在“系统组成方式”下拉框中选择一种系统组成方式,选择“全独立”前需要将两功率柜之间的并机铜排拆除,全并联方式指的是，2 个功率柜的 PV 输入在逆变器内部短接，系统运行时使用 1路 MPPT 控制，可实现模块智能休眠。 适合 2 个功率柜的电池板配置完全一致，周边

14、无遮挡的电站。 全独立方式指的是，2 个功率柜的 PV 输入在逆变器内部独立，此时逆变器具有 2路 MPPT 控制。在这种方式下，可实现 2 路 PV 的独立控制，请确保此时 2 路 PV没有在逆变器外部相连。 适合 2 个功率柜的电池板因为外部条件原因导致电池板朝向、遮挡或者配置有差异的电站。,步骤 5 在“功率柜数量”下拉框中选择一个数值,允许选择的功率柜数量为“1”“5” 。SUN8000-500KTL 具有 2 个功率柜，每个功率柜额定功率为 250kW，因此该参数设置为“2” ；如果该参数设置为“1” ，则只会有一个功率柜在发电，所以请正确选择该参数。 步骤 6 在“功率柜容量”下拉

15、框中选择一个数值。 允许选择的功率柜容量为“250kVA”和“125kVA” 。,8.2.4 设置保护参数,操作步骤 步骤 1 在主界面，点击“设置”，进入用户及密码设置界面 步骤 2 设置正确的“用户名”和“密码,步骤 3 点击“保护参数”，进入“保护参数”界面,步骤 4 设置“绝缘阻抗保护点”、“开机软启动时间”“电网短时中断判断时间”及“快速启动梯度”。 “绝缘阻抗保护点”参数，设置范围为“0.033 1M ” ，用于设定绝缘阻抗ISO 保护值的大小。逆变器开机前进行绝缘阻抗检测，若检测到低于预设值，逆变器不开机，并维持检测，直到满足开机要求再开机。 “开机软启动时间”参数，设置范围为“

16、20s800s” ，用于设定 SUN8000 的开机启动时间，即改变逆变器开机功率上升的梯度。,步骤 5 分别设置不同保护参数的“保护点”和“保护时间”。,允许设置的保护参数包括：电网过压一级保护、电网过压二级保护、电网欠压一级保护、电网欠压二级保护、电网过频一级保护、电网过频二级保护、电网欠频一级保护、电网欠频二级保护。一般情况下，电网保护的阈值和时间由具体国家的标准决定，所以选择不同的电网标准码，需要设置的保护参数有所不同。,8.2.5设置特性参数,操作步骤 步骤 1 在主界面，点击“设置”，进入用户及密码设置界面。 步骤 2 设置正确的“用户名”和“密码”,步骤 3 点击“特性参数”，进入“特性参数”界面。,步骤 4 设置“低电压穿越使能设置”、“孤岛检测使能设置”及“夜间无功使能设置”,“低电压穿越使能设置”参数，用于开启或禁止低电压穿越功能。 “孤岛检测使能设置”参数，用于开启或禁止孤岛检测功能,若“低