光伏逆變器結構、配置選型及其工作原理

2021-01-08 索比光伏網
     光伏逆變器又稱電源調整器,根據逆變器在光伏發電系統中的用途可分為獨立型電源用和併網用二種。根據波形調製方式又可分為方波逆變器、階梯波逆變器、正弦波逆變器和組合式三相逆變器。對於用於併網系統的逆變器,根據有無變壓器又可分為變壓器型逆變器和無變壓器型逆變器。

光伏逆變器工作原理

逆變器是一種由半導體器件組成的電力調整裝置,主要用於把直流電力轉換成交流電力。一般由升壓迴路和逆變橋式迴路構成。升壓迴路把太陽電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓;逆變橋式迴路則把升壓後的直流電壓等價地轉換成常用頻率的交流電壓。逆變器主要由電晶體等開關元件構成,通過有規則地讓開關元件重複開-關(ON-OFF),使直流輸入變成交流輸出。當然,這樣單純地由開和關迴路產生的逆變器輸出波形並不實用。一般需要採用高頻脈寬調製(SPWM),使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹,正弦波中央的電壓寬度變寬,並在半周期內始終讓開關元件按一定頻率朝一方向動作,這樣形成一個脈衝波列(擬正弦波)。然後讓脈衝波通過簡單的濾波器形成正弦波。

 

 

圖 光伏併網發電原理圖

元器件的構成:

1、電流傳感器

光伏逆變器一般採用霍爾電流傳感器來進行電流採樣,從小功率到大功率所採用的電流傳感器形式不一,列舉一些例子如下:

 

 

圖 500KW逆變器中JCE1005-FS電流傳感器外形圖

100KW:檢測電流是300A左右,一般都會採用JCE308-TS7電流傳感器

250KW:檢測電流是500A左右,一般都會採用JCE508-TS6電流傳感器

500KW:檢測電流是1000A左右,一般會採用JCE1005-FS電流傳感器

1MW:檢測電流是2000A左右,一般會採用JCE2005-FS電流傳感器

對於電流傳感器要求精度高、響應時間快,而且耐低溫、高溫等環境要求

2、電流互感器

一般採用BRS系列電流互感器,從幾百到幾千A不等,輸出信號一般採用0-5A為標準

3、電抗器

光伏逆變器配置選型

光伏逆變器是太陽能光伏發電系統的主要部件和重要組成部分,為了保證太陽能光伏發電系統的正常運行,對光伏逆變器的正確配置選型顯得成為重要。逆變器的配置除了要根據整個光伏發電系統的各項技術指標並參考生產廠家提供的產品樣本手冊來確定。一般還要重點考慮下列幾項技術指標。

 

 

1、額定輸出功率

額定輸出功率表示光伏逆變器向負載供電的能力。額定輸出功率高的光伏逆變器可以帶更多的用電負載。選用光伏逆變器時應首先考慮具有足夠的額定功率,以滿足最大負荷下設備對電功率的要求,以及系統的擴容及一些臨時負載的接入。當用電設備以純電阻性負載為生或功率因數大於0.9時,一般選取光伏逆變器的額定輸出功率比用電設備總功率大10%`15%。

2、輸出電壓的調整性能

輸出電壓的調整性能表示光伏逆變器輸出電壓的穩壓能力。一般光伏逆變器產品都給出了當直流輸入電壓在允許波動範圍變動時,該光伏逆變器輸出電壓的波動偏差的百分率,通常稱為電壓調整率。高性能的光伏逆變器應同時給出當負載由零向100%變化時,該光伏逆變器輸出電壓的偏差百分率,通常稱為負載調整率。性能優良的光伏逆變器的電壓調整率應小於等於±3%,負載調整率就小於等於±6%。

3、整機效率

整機效率表示光伏逆變器自身功率損耗的大小。容量較大的光伏逆變器還要給出滿負荷工作和低負荷工作下的效率值。一般KW級以下的逆變器的效率應為80%~85%;10KW級的效率應為85%~90%;更大功率的效率必須在90%~95%以上。逆變器效率高低對光伏發電系統提高有效發電量和降低發電成本有重要影響,因此選用光伏逆變器要儘量進行比較,選擇整機效率高一些的產品。

4、啟動性能

光伏逆變器應保證在額定負載下可靠啟動。高性能的光伏逆變器可以做到連續多次滿負荷啟動而不損壞功率開關器件及其他電路。小型逆變器為了自身安全,有時採用軟啟動或限流啟動措施或電路。

光伏產業從歐洲,澳洲,到現在的中國已經成了熱門行業,短短幾年內國內光伏逆變器生產廠家如春筍般的誕生,不過如何選擇太陽能逆變器這個還是有一定的標準。

首先考慮的是光伏電站的規模,是家庭還是企業,不過在國內組建太陽能光伏電站還是比較少,主要是房屋結構條件等限制,無法安裝太陽能電池板,廠房和企業還是很有優勢。小型家庭光伏電站主要是針對國外別墅安裝。

其次考慮的是效率。效率說直接點就是根發電量直接掛鈎,所以現在越來越多的光伏逆變器生產廠家對逆變器的效率作為主要技術優勢來研發,歐姆尼克新能源微型逆變器在德國Photon效率測試位居歐洲第一,查看Photon測試對比結果。

最後要考慮是否可靠。光伏併網發電系統是將太陽能電池發出的直流電轉化為與電網電壓同頻同相的交流電,並且實現既向負載供電,又向電網發電的系統。光伏併網發電系統主要由光伏陣列、併網逆變器、控制器和繼電保護裝置組成。光伏陣列是光伏併網發電系統的主要部件,由其將接收到的太陽光能直接轉換為電能。目前工程上應用的光伏陣列一般是由一定數量的晶體矽太陽能電池組件按照系統需要的電壓的要求串、並聯組成的。

併網逆變器是整個光伏併網發電系統的核心,它將光伏陣列發出的電能逆變成220V/50Hz的正弦波電流併入電網。電壓型逆變器主要由電力電子開關器件組成,以脈寬調製的形式向電網提供電能。控制器一般由單片機或DSP晶片作為核心器件,控制光伏陣列的最大功率點的跟蹤、控制逆變器併網電流的功率和波形。繼電保護裝置可以保證光伏併網發電系統和電網的安全性。

光伏併網發電系統按照系統的設計要求不同可以分為兩種一種是不可調度式光伏併網發電系統,這種系統不含有儲能環節;另一種是可調度式光伏併網發電系統,這種系統含有儲能環節。在不可調度式光伏併網發電系統中,併網逆變器將光伏陣列產生的直流電直接轉化為和電網電壓同頻同相的交流電,完全由日照和環境溫度等因素來決定併網的時間和併網的功率大小。它的優點是系統可以省去蓄電池而將電網作為自己的儲能單元。

當日照強烈時,光伏併網發電系統將發出的多餘電能回饋電網,當需要電能時可以由電網輸出電能。可調度式光伏併網發電系統增加了儲能環節,系統首先對儲能環節進行充電,然後根據需要將光伏併網發電系統用作併網或者經逆變後獨立使用,系統的工作時間和併網功率的大小可人為設定。當電網發生斷電或者其它故障時,逆變器自動切除和電網的電氣連接,同時可以根據需要選擇是否進行獨立逆變,用於對本地負載繼續供電。

光伏行業最新動態,請關注索比光伏網微信公眾號:solarbe2005

投稿與新聞線索聯繫:010-68027865 劉小姐:news@solarbe.com

掃碼關注

相關焦點

  • 光伏逆變器的結構、工作原理及其配置選型
    光伏逆變器的結構、工作原理及其配置選型 秩名 發表於 2012-06-07 11:46:17   電子發燒友訊:光伏逆變器又稱電源調整器,根據逆變器在光伏發電系統中的用途可分為獨立型電源用和併網用二種
  • 併網逆變器工作原理
    工作原理及特點 工作原理: 逆變裝置的核心,是逆變開關電路,簡稱為逆變電路。該電路通過電力電子開關的導通與關斷,來完成逆變的功能。 由於目前太陽能電池的價格偏高,為了最大限度的利用太陽能電池,提高系統效率,必須設法提高逆變器的效率。 (2)要求具有較高的可靠性。 目前光伏電站系統主要用於邊遠地區,許多電站無人值守和維護,這就要求逆變器有合理的電路結構,嚴格的元器件篩選,並要求逆變器具備各種保護功能,如:輸入直流極性接反保護、交流輸出短路保護、過熱、過載保護等。
  • 光伏逆變器是什麼?光伏逆變器的相關知識詳細講解
    光伏逆變器的相關知識詳細講解 21IC 發表於 2021-01-03 17:53:00   什麼是光伏逆變器?隨著社會的快速發展,我們的光伏逆變器也在快速發展,那麼你知道光伏逆變器的詳細資料解析嗎?
  • 光伏儲能系統關鍵設備之離網逆變器
    工頻隔離和高頻隔離純正弦波離網逆變器的輸入端和輸出端有電氣隔離,按照電氣結構分為高頻隔離和工頻隔離,高頻隔離變壓器放在直流升壓端,採用的方案是先把直流電逆變器高頻率的交流電,通過高頻變壓器升壓,然後整流為直流電,最後又逆變為工頻交流電,高頻逆變器採用的是體積小,重量輕的高頻磁芯材料,可以降低逆變器的重量,減少逆變器的體積,提高逆變器的效率,但電路較為複雜。
  • 光伏發電系統的組成及工作原理
    不管何種形式,工作原理均為光伏組件將光能轉換成直流電,直流電在逆變器的作用下轉變成交流電,最終實現用電、上網功能。 工作原理:太陽光照在半導體p-n結上,形成新的空穴-電子對,在p-n結電場的作用下,空穴由p區流向n區,電子由n區流向p區,接通電路後就形成電流。其作用是將太陽能轉化為電能,並送往蓄電池中存儲起來,或推動負載工作。
  • 光伏逆變器項目可行性研究報告-利好政策推動光伏逆變器產業發展
    光伏逆變器由升壓迴路和逆變橋式迴路構成,升壓迴路將直流電壓升壓至逆變器輸出時所需的直流電壓,逆變橋式迴路將升壓後的直流電壓轉換為固定頻率的交流電壓。光伏逆變器根據工作原理可分為集中式光伏逆變器、組串式光伏逆變器和微型光伏逆變器。集中式光伏逆變器是將並行的光伏組串連到同一臺集中逆變器的直流輸入端,做最大功率峰值跟蹤後,經過逆變併入電網。
  • 「成果推薦」高頻併網光伏逆變器
    成果名稱:高頻併網光伏逆變器交易信息:技術服務、合作開發、技術入股、技術轉讓成果信息:1.技術成熟度:通過中試成果簡介高頻併網光伏逆變器是光伏併網發電系統的核心設備,主要作用是將光伏組件方陣輸出的直流電能轉化為與公共電網同頻同相併且符合電壓以及電能質量標準的交流電能
  • 基於LabVIEW的光伏逆變器性能監測系統
    該監測系統的底層硬體主要採用高速多功能數據採集卡、霍爾傳感器及環境傳感器相結合對測試過程中的各種電氣參量和過程參量進行檢測和轉換; 而上層測控系統則基於工業控制計算機硬體,其中運行NI 公司LabVIEW 環境中編制的光伏逆變器虛擬儀器測控軟體。此測試系統可以實現光伏逆變器測試過程中各種複雜的信號分析與顯示功能,並且擴展能力強。測試及使用效果表明,該系統能夠滿足光伏逆變器性能分析與實驗的要求。
  • 基於微型逆變器技術的光伏發電系統及其在公路照明中的應用
    我的煤炭網>新聞>行業熱點>新能源>基於微型逆變器技術的光伏發電系統及其在公路照明中的應用 基於微型逆變器技術的光伏發電系統及其在公路照明中的應用 發布日期:2020-12-05 15:03:28
  • 600W+組件指日可待 光伏逆變器準備好了嗎?
    而光伏電站作為一個整體發電系統,組件發電量的提升需要整個運行系統進行匹配,才能夠發揮其最大價值,這就對逆變器等配套設備的兼容性提出了更高的要求。這其中,最為重要的是光伏電站的「大腦」——負責光伏發電最重要的逆變和「控制」環節,逆變器如何從技術端匹配組件的升級成了設計院在選型時參考的關鍵因素,也成了逆變器企業研發部門最為重要的課題之一。
  • 關於光伏水泵逆變器幾個冷知識
    關於光伏水泵逆變器幾個冷知識北極星太陽能光伏網訊:光伏揚水逆變器,英文為Solar Pumping Inverter,對光伏揚水系統(太陽能水泵系統)的運行實施控制和調節,將光伏陣列發出的直流電轉化成交流電,驅動水泵,並根據日照強度的變化實時調節輸出頻率
  • 關於逆變器的重要性,逆變器是光伏系統的心臟
    打開APP 關於逆變器的重要性,逆變器是光伏系統的心臟 固德威光伏逆變器 發表於 2020-12-10 10:42:08 「逆變器在光伏系統建設成本中佔比很低,不到8%,但它是電站健康的晴雨表,其可靠性對光伏系統而言至關重要。」一位從供電公司離職後從事光伏系統建設的經銷商說。什麼樣的逆變器才能滿足電站整個壽命周期的需求?與多家企業溝通後,筆者將重點放在功率密度、散熱能力、研發實力三個方面。
  • 【應用】破解光伏逆變器功率及效率測量難題!
    打開APP 【應用】破解光伏逆變器功率及效率測量難題!光伏是全球增長速度最快的能源品種。作為核心的光伏逆變器的效率和可靠運行直接影響電站的發電量及效益! 國家質檢總局2013年底發布的GB/T 30427-2013《併網光伏發電專用逆變器技術要求和試驗方法》對交流輸出端電壓不超過400V的併網光伏發電專用逆變器的測試給出了技術要求和試驗方法。
  • 新型單級Buck-Boost逆變器,無電解電容,適合中小功率光伏系統
    該文首先介紹該逆變器的工作原理,然後建立其數學模型,並設計閉環調節器。在理論分析的基礎上,進行仿真和實驗驗證,仿真和實驗結果證明了理論分析的正確性。在光伏發電系統中,太陽能光伏電池對環境因素非常敏感,受外部因素影響,其輸出電壓具有很大的波動性,即光伏逆變器的輸入電壓是寬範圍變化的。在中小功率光伏發電系統中,光伏逆變器多採用電壓源型橋式逆變器,其輸出電壓峰值只能小於輸入側直流電壓值,這造成輸入側電壓波動範圍較大時,電壓源型橋式逆變器不能滿足要求。
  • 你真的了解光伏逆變器嗎?
    隨著國內光伏的快速發展,戶用光伏逆變器的應用已經越來越廣泛。但是在選用戶用逆變器時,部分用戶對這個神秘的家用電器還有不少疑問,科士達作為全球光伏逆變器TOP3企業,併網光伏逆變器涵蓋戶用單相1KW到電站級2.5MW,具備豐富專業的技術積累,這次我們就給大家說說戶用逆變器經常會碰到的幾點問題,揭開戶用光伏逆變器的神秘面紗。1MPPT是什麼?
  • 車載逆變器工作原理是什麼
    #13; 車載逆變器工作原理是什麼
  • 利用Flotherm軟體分析的光伏逆變器散熱設計方法
    1 引言本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227754.htm小功率光伏逆變器是小型電力電子設備的典型代表,IGBT模塊作為逆變器的核心器件,在運行過程中會產生大量的熱
  • 單相逆變器工作原理_單相逆變器的基本形式
    打開APP 單相逆變器工作原理_單相逆變器的基本形式 網絡整理 發表於 2019-11-29 15:59:11   單相逆變器工作原理
  • 大棚卡槽機滄州定製廠家產品結構設計選型要求
    大棚卡槽機滄州定製廠家產品結構設計選型要求   液壓傳動系統工作方面時,初使YA插線,此刻全液壓傳動系統工作方面在線性的壓力下。6)高壓膠管每年作一次壓試驗,防止膠管老化發生意外。全自動縮管機工具機應保持清潔,特別應注意塊、滑塊等滑動槽內不應有異物。
  • 商用光伏大功率光伏逆變器80kW第一!唯一儲能系統優勝獎!固德威...
    2020年6月30日,德國萊茵TUV2020「質勝中國」光伏盛典在蘇州舉行。固德威再次拿下「質勝中國」大獎,在併網光伏逆變器和儲能光伏逆變器領域分獲兩項第一。>GW80K-MT工商業光伏信賴之選TUV萊茵「質勝中國」公布「商用光伏大功率光伏逆變器80kW」的效率實測結果,固德威GW80K-MT智能光伏逆變器在輸入能力、轉換效率、電能質量、輸出能力、熱穩定性在TUV測試中全面勝出,其中電能質量和輸出能力獲得滿分,獲得「商用光伏大功率光伏逆變器