光伏并网逆变器控制有哪几种方法
逆变器的主电路均需要有控制电路来实现,一般有方波和正弦波两种控制方式,方波输出的逆变电源电路简单,成本低,但效率低,谐波成份大。正弦波输出是逆变器的发展趋势,随着微电子技术的发展,有PWM功能的微处理器也已问世,因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。
方波输出的逆变器
1.方波输出的逆变器多采用脉宽调制集成电路,如SG3525,TL494等。实践证明,采用SG3525集成电路,并采用功率场效应管作为开关功率元件,能实现性能价格比较高的逆变器,由于SG3525具有直接驱动功率场效应管的能力并具有内部基准源和运算放大器和欠压保护功能,因此其外围电路很简单。
正弦波输出的逆变器
2.正弦波输出的逆变器控制集成电路,正弦波输出的逆变器,其控制电路可采用微处理器控制,如INTEL公司生产的80C196MC、摩托罗拉公司生产的MP16以及MI-CROCHIP公司生产的PIC16C73等,这些单片机均具有多路PWM发生器,并可设定上、下桥臂之间的死区时间,采用INTEL公司80C196MC实现正弦波输出的电路,80C196MC完成正弦波信号的发生,并检测交流输出电压,实现稳压。电路输出端一般采用LC电路滤除高频波,得到纯净的正正弦波。
楼上答的挺好,不过跟你的问题拧了。
并网逆变器所谓电压依电网而定,就好比是给一个电池充电,充电器一般是恒流电源,它的输出电压有电池的端电压确定,此时可以增大充电器的电流,而电池的电压依然可以看做不变,功率自然随电流而变了。
逆变器并网以后,电压的波形、相位高度依赖电网电压,当光伏板的输出功率增大时,只有调节逆变器的输出电流,才能实现功率的输出,可以通过调节调制电路的占空比实现。
其实由于电网线路的内阻存在,调节电流,也会影响到输出电压,只是变化相对较小。
1、额定输出功率
额定输出功率表示光伏逆变器向负载供电的能力。额定输出功率高的光伏逆变器可以带更多的用电负载。选用光伏逆变器时应首先考虑具有足够的额定功率,以满足最大负荷下设备对电功率的要求,以及系统的扩容及一些临时负载的接入。当用电设备以纯电阻性负载为生或功率因数大于0.9时,一般选取光伏逆变器的额定输出功率比用电设备总功率大10%`15%。
2、输出电压的调整性能
输出电压的调整性能表示光伏逆变器输出电压的稳压能力。一般光伏逆变器产品都给出了当直流输入电压在允许波动范围变动时,该光伏逆变器输出电压的波动偏差的百分率,通常称为电压调整率。高性能的光伏逆变器应同时给出当负载由零向100%变化时,该光伏逆变器输出电压的偏差百分率,通常称为负载调整率。性能优良的光伏逆变器的电压调整率应小于等于±3%,负载调整率就小于等于±6%。
3、整机效率
整机效率表示光伏逆变器自身功率损耗的大小。容量较大的光伏逆变器还要给出满负荷工作和低负荷工作下的效率值。一般KW级以下的逆变器的效率应为85%以上;10KW级的效率应为90%以上;更大功率的效率必须在95%以上。逆变器效率高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要影响,因此选用光伏逆变器要尽量进行比较,选择整机效率高一些的产品。
4、启动性能
光伏逆变器应保证在额定负载下可靠启动。高性能的光伏逆变器可以做到连续多次满负荷启动而不损坏功率开关器件及其他电路。小型逆变器为了自身安全,有时采用软启动或限流启动措施或电路。
以上几条是作为光伏逆变器设计和选购的主要依据,也是评价光伏逆变器技术性能的重要指标。
电感: 采用非晶磁材.
电容: 采用薄膜电容.
Boost: 采用零电压开启软开关.
IGBT: 低Rds(on),低Q.
二极管: 快恢,低导通电压.
补充:
单相拓扑:采用H5,H6,H7,H4+2,(指并网型)
三相拓扑:采用三电平。
直流DC-link电容的均压:采用动态均压方法(而不是电阻均压)。电容的损耗与纹波密切相关。与电容本身的损耗角也有关。一般是日本的三个CON的品质较好,应用最多。
数字IC: 高速CMOS,不用TTL型。
Boost:采用软开,软关电路。
IGBT:注意散热。和驱动方法,驱动电压高,CE极的导通压降就低一些。与散热绝缘膜的散热系统也有关系。
继电器:可以采用PWM驱动,如1KHz。也可是半压维持。以减小功率。
通信:注意光耦的频率与限流电路。限流电阻阻率稍大,可减小功率。
磁芯:采用进口的非晶,MPP等。如日立,VAC。
LED:采用高亮型。
显示屏:背光亮度调小。或为可调型。
对一般电感性负载,如电机、冰箱、空调、洗衣机、大功率水泵等,在起动时,其瞬时功率可能是其额定功率的5~6倍,此时,逆变器将承受很大的瞬时浪涌。针对此类系统,逆变器的额定容量应留有充分的余量,以保证负载能可靠起动,高性能的逆变器可做到连续多次满负荷起动而不损坏功率器件。小型逆变器为了自身安全,有时需采用软起动或限流起动的方式。
逆变器也称逆变电源,是将直流电能转变成交流电能的变流装置。光伏逆变器就是应用在太阳能光伏发电系统中 的逆变器,是光伏系统中的一个重要部件。逆变器效率的高低影响着光伏发电系统效率的高低,因此,逆变器的选择非常重要。随着技术的不断发展,光伏逆变器也将向着体积更小、效率更高、性能指标更优越的方向发展。
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。
预充电回路作用:当变频器接通电源瞬间,由于之前直流母线上的储能元件电容两端电压
为0,此时会产生很大的冲击电流,电源压降增大,形成对电网的干扰,通过预充电回路可减小电容的充电电流。
太阳能光伏发电并网系统中的并网逆变器设置方式分为:集中式、主从式、分布式和组串式。
1、集中式
集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵,在电气设计时,采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。
对于大型并网光伏系统,如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同,通常采用大型的集中式三相逆变器。
该方式的主要优点是:整体结构中使用光伏并网逆变器较少,安装施工较简单;使用的集中式逆变器功率大,效率较高,通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右,对于9.3MWp光伏发达系统而言,因为使用的逆变器台数较少,初始成本比较低;并网接入点较少,输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障,将造成大面积的太阳能光伏发电系统停用。
集中逆变一般用于大型光伏发电站(>10kW)的系统中,很多并行的光伏电池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IGBT功率模块,功率较小的使用场效应晶体管,同时使用DSP来改善所产出电能的质量,使它非常接近于正弦波电流。
最大特点是系统的功率高,成本低。但受光伏电池组串匹配和部分遮影的影响,导致整个光伏系统的效率不高。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏电池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的效率。
在SolarMax(索瑞·麦克)集中逆变器上,可以附加一个光伏电池阵列的接口箱,对每一串的光伏电池组串进行监控,如其中有一组光伏电池组串工作不正常,系统将会把这一信息传到远程控制器上,同时可以通过远程控制将这一串光伏电池停止工作,从而不会因为一串光伏电池串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。
2、主从式
对于大型的光伏发电系统可采用主从结构,主从结构其实也是集中式的一种,该结构的主要特点是采用2~3个集中式逆变器,总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候,只有一个逆变器工作,以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率;在太阳辐射升高,太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时,另一台逆变器自动投入运行。
为了保证逆变器的运行时间均等,主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。主从式并网发电原理如图2所示。主从结构的初始成本会比较高,但可提高光伏发电系统逆变器运行时的效率,对于大型的光伏系统,效率的提高能够产生较大的经济效益。
3、分布式
分布式并网发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵,在电气设计时,可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电,大型的分布式系统主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。
分布式系统将相同朝向,倾角以及无阴影的光伏电池组件串成一串,由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵,安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒,降低成本;还可以对并网光伏发电系统进行分片的维修,减少维修时的发电损失。
分布式并网发电的主要缺点是:对于大中型的上百千瓦甚至兆瓦级的光伏发电系统,需要使用多台并网逆变器,初始的逆变器成本可能会比较高;因为使用的逆变器台数较多,逆变器的交流侧和公用电网的接入点也较多,需要在光伏发电系统的交流侧将逆变器的输出并行连接,对电网质量有一定影响。
4、组串式
光伏并网组串逆变器是将每个光伏电池组件与一个逆变器相连,同时每个光伏电池组件有一个单独的最大功率峰值跟踪,这样光伏电池组件与逆变器的配合更好。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器,组串逆变器是基于模块化概念基础上的,每个光伏组串(1kW~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。许多大型光伏阀电厂使用组串逆变器,优点是不受光伏电池组串间差异和遮影的影响。
在组串间引入“主-从”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,将几组光伏电池组串联系在一起,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”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。
多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点,避免了其缺点,可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中,包含了不同的单独功率峰值跟踪DC/DC变换器,DC/DC变换器的输出通过一个普通的逆变器转换成交流电与电网并联。由于是在交流处并联,这就增加了交流侧的连线的复杂性,维护困难。
另需要解决的是怎样更有效的与电网并网,简单的办法是直接通过普通的交流开关进行并网,这样就可以减少成本和设备的安装,但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器(高频或低频),或允许使用无变压器式的逆变器。
光伏组串的不同额定值(如:不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等)、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串(如:东、南和西)、不同的倾角或遮影,都可以被连在一个共同的逆变器上,同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时,直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。
光伏发电逆变器工作原理;逆变器的直接功能是将直流电能变换成为交流电能,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。电力电子开关器件的通断,需要一定的驱动脉冲。
这些脉冲可能通过改变一个电压信号来调节。产生和调节脉冲的电路,通常称为控制电路或控制回路。光伏发电逆变器的特点是转换效率高启动快,安全性能好,产品具备短路,过载,过/欠电压超温5种保护功能。
扩展资料
逆变器不仅具有直交流变换功能,还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能(并网系统用)、自动电压调整功能(并网系统用)、直流检测功能(并网系统用)、直流接地检测功能(并网系统用)。
在选用离网型光伏发电系统用的逆变器时应注意,应具有足够的额定输出容量和负载能力。应具有较高的电压稳定性能。在各种负载下具有高效率或较高效率。应具有良好的过电流保护与短路保护功能。
参考资料来源;百度百科--光伏逆变器
参考资料来源;百度百科--逆变器