模块二 情境五 离网逆变器.pptx

太阳能光伏发电系统 建设与运营 模块二 情境五 离网逆变器 周亚东 本节内容与讨论主题 1.重点理解离网逆变器，为什么是离网？ 2.了解离网逆变器的种类？你能说出中国目前几种流行的逆变器厂家吗？ 3.掌握离网逆变器的工作原理？ 4.掌握离网逆变器的选型？ 重点是工作原理3及选型4 四、逆变器 1. 逆变器概述 电子技术中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。   2. 逆变器分类 根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用两种。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器，根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。 排名 综合排行 电站型逆变器 组串型逆变器 1 阳光电源 阳光电源 华为 2 变特电工 变特电工 山亿 3 华为 南车 晶福源 4 南车 易事特 古瑞瓦特 5 易事特 科士达 欧姆尼克 6 科士达 华为 阳光电源 7 科诺伟业 科诺伟业 变特电工 8 正泰 正泰 固德威 9 山亿 高能 易事特 10 高能 山亿 中兴昆腾 （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型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，同时使用数字信号处理技术（Digital Signal Process，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(装机容量10kW)的系统中。   （2）组串型逆变器 组串型逆变器是基于模块化概念基础上实现的，已成为现在国际市场上最流行的逆变器方式，每个光伏组件串（1～5kWp）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率点跟踪功能，在交流端并联并网。   （3）微型逆变器 在微型逆变器的PV系统中，每一块电池板分别接入一台微型逆变器，当电池板中有一块不能良好的工作，则只有这一块受到影响，其他光伏板都将在最佳工作状态运行，使得系统总体效率更高，发电量更大。   3. 逆变器的基本工作原理 完整的光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、逆变器、控制器、负载组成。其中逆变器主电路包括DC/DC电路、DC/AC电路、滤波电路和隔离变压器。 控制器控制电路一般采用DSP作为主控单元，其中还包括逆变器的SPWM信号发生、闭环控制和最大功率点跟踪电路。如图2-48所示。   光伏逆变器一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压；逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。逆变器主要由晶体管等开关元件构成，通过有规则地让开关元件重复开-关（ON-OFF），使直流输入变成交流输出。   逆变装置的核心是逆变开关电路，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。其简单原理图如图2-49所示。 其工作原理如下： ·S1、S4闭合，S2、S3断开，输出uo为正，反之，S1、S4断开，S2、S3闭合，输出uo为负，这样就把直流电变换成交流电。 ·改变两组开关的切换频率，可以改变输出交流电的频率。 ·电阻性负载时，电流和电压的波形频率、初相位相同。电感性负载时，电流和电压的波形的初相位不相同，电流滞后电压一定的角度。 （1）逆变主电路的电路拓扑结构 单相电压型逆变器主要分为推挽式、半桥和全桥逆变电路三种。这三种方式根据其不同的特点应用于不同的场合。 推挽式逆变电路的主电路简单，如图2-51所示。但是开关管需要承受2倍的线路峰值电压，所以适合于低输入电压的场合应用。同时变压器存在偏磁现象，初级绕组有中心抽头，流过的电流有效值和铜损较大，初级绕阻两部分应紧密耦合，绕制工艺复杂。     半桥式逆变器在电路中所使用的功率开关晶体管的耐压要求较低，晶体管的饱和压降也减少到最小，对其输入滤波电容使用电压的要求也较低。不存在直流偏磁问题，可以广泛应用于数百瓦～数千瓦的开关电源中。     全桥式逆变电路既保持了半桥式逆变电路的电压性质又兼有推挽式的电流性质。在逆变电路中，采用相同电压、电流容量的开关器件时，全桥式逆变电路可以达到最大功率输出，因此该电路常用于中大功率电源中，它具有较好的逆变输出波形。   （2）最大功率点跟踪控制功能 太阳辐射强度是变化着的，显然最佳工作点也是在变化的。相对于这些变化，始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率点，系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出，这种控制就是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点就是包括了最大功率点跟踪这一功能。   由图2-54可以看出，当太阳能电池工作于最大功率点电压Vmax左侧时，输出功率随电池端电压