《新能源发电系统设计 (8).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新能源发电系统设计 (8).ppt（52页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、光伏发电工程技术光伏发电工程技术1 2.5.1光伏逆变器的功能、分类及原理分析 1.光伏逆变器的基本功能 （1）自动运行和停机功能 （2）防孤岛效应功能 （3）电压自动调整功能 （4）最大功率跟踪控制功能 项目项目2 2 光伏发电系统的设计光伏发电系统的设计 任务任务2.5 2.5 光伏逆变器的功能、分类、原理分析与选型光伏逆变器的功能、分类、原理分析与选型 光伏发电工程技术光伏发电工程技术 将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，完成逆变功能的电路称为逆变电路，而实现逆变过程的装置称为逆变器或逆变装置。太阳能光伏发电系统中使用的逆变器是一种将太阳能电池所产生的直流电能转换为交流电能的转换装置
2、，它使转换后的交流电的电压、频率、波形等与电力系统交流电的电压、频率、波形等相一致，以满足为各种交流用电装置、设备供电及并网发电的需要。光伏发电工程技术光伏发电工程技术3 2.光伏逆变器的选型 （1）光伏逆变器的配置选型 重点考虑：额定输出功率、输出电压的调整性、整机效率、起动性能。（2）并网光伏逆变器的配置选型 逆变器类型的选择。容量匹配选型。MPPT电压范围与电池组电压匹配。最大输入电流与电池组电流匹配。转换效率。配套设备。项目项目2 2 光伏发电系统的设计光伏发电系统的设计 任务任务2.5 2.5 光伏逆变器的功能、分类、原理分析与选型光伏逆变器的功能、分类、原理分析与选型 返返 回回光
3、伏发电工程技术光伏发电工程技术 光伏逆变器的选用光伏逆变器的选用太阳能光伏发电系统中，光伏逆变器的配置选型重点考太阳能光伏发电系统中，光伏逆变器的配置选型重点考虑下列几项技术指标。虑下列几项技术指标。1.额定输出容量额定输出容量 额定输出容量表示逆变器向负载供电的能力。选用逆变额定输出容量表示逆变器向负载供电的能力。选用逆变器时应首先考虑具有足够的额定容量，以满足最大负荷下器时应首先考虑具有足够的额定容量，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主或功率因数大于接入。当用电设备以纯电阻性
4、负载为主或功率因数大于0.9时，一般选取逆变器的额定容量为用电设备功率的时，一般选取逆变器的额定容量为用电设备功率的1.101.15倍即可。在逆变器以多个设备为负载时，逆变器倍即可。在逆变器以多个设备为负载时，逆变器容量的选取要考虑几个用电设备同时工作的可能性，即负容量的选取要考虑几个用电设备同时工作的可能性，即负载同时系数。载同时系数。光伏发电工程技术光伏发电工程技术 2.输出电压的调整性能输出电压的调整性能 输出电压的调整性能表示逆变器输出电压的稳压能力。输出电压的调整性能表示逆变器输出电压的稳压能力。一般逆变器给出电压调整率和负载调整率。一般逆变器给出电压调整率和负载调整率。电压调整率：
5、逆变器的输入直流电压在允许波动范围内电压调整率：逆变器的输入直流电压在允许波动范围内该逆变器输出电压的偏差该逆变器输出电压的偏差(%)，应，应3%；负载调整率：高性能的逆变器应同时给出当负载由负载调整率：高性能的逆变器应同时给出当负载由0向向100%变化时，该逆变器输出电压的偏差变化时，该逆变器输出电压的偏差(%)，应，应6%。离网型光伏发电系统以蓄电池为储能设备，蓄电池端电离网型光伏发电系统以蓄电池为储能设备，蓄电池端电压的变化可达标称电压的压的变化可达标称电压的30%左右。因此为了保证光伏发左右。因此为了保证光伏发电系统以稳定的交流电压供电，必须要求逆变器具有很好电系统以稳定的交流电压供电
6、，必须要求逆变器具有很好的调压性能。的调压性能。光伏发电工程技术光伏发电工程技术 3.整机效率整机效率 整机效率表示逆变器自身功率损耗的大小。容量较大的整机效率表示逆变器自身功率损耗的大小。容量较大的逆变器还要给出满负荷工作和低负荷工作下的效率值。一逆变器还要给出满负荷工作和低负荷工作下的效率值。一般般kW级以下的逆变器的效率应为级以下的逆变器的效率应为80%85%；10kW级的级的效率应为效率应为85%90%；更大功率的效率必须在；更大功率的效率必须在90%95%以上。以上。光伏发电系统专用逆变器在设计中应特别注意减少自身光伏发电系统专用逆变器在设计中应特别注意减少自身功率损耗，提高整机效率
7、。这是因为功率损耗，提高整机效率。这是因为10kW级的通用型逆变级的通用型逆变器实际效率只有器实际效率只有70%80%，将其用于光伏发电系统时将，将其用于光伏发电系统时将带来总发电量带来总发电量20%30%的电能损耗。所以，当户用系统的电能损耗。所以，当户用系统不用电时，应当将逆变器关断以减少不用电时的损耗。不用电时，应当将逆变器关断以减少不用电时的损耗。光伏发电工程技术光伏发电工程技术 4.保护功能保护功能 逆变器应具有过电压、过电流及短路自动保护，过热保逆变器应具有过电压、过电流及短路自动保护，过热保护功能，断路、缺相保护等功能。护功能，断路、缺相保护等功能。5.启动性能启动性能 逆变器应
8、保持在额定负载下可靠启动。高性能的逆变器逆变器应保持在额定负载下可靠启动。高性能的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它电路。小型逆变器为了自身安全，有时采用软启动或限它电路。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。流启动措施或电路。光伏发电工程技术光伏发电工程技术8 3.光伏逆变器实际应用 （1）集中式逆变器 （2）组串式逆变器 （3）微型逆变器项目项目2 2 光伏发电系统的设计光伏发电系统的设计 任务任务2.5 2.5 光伏逆变器的功能、分类、原理分析与选型光伏逆变器的功能、分类、原理分析与选型 返返
9、 回回光伏发电工程技术光伏发电工程技术（1）集中式逆变器9光伏发电工程技术光伏发电工程技术 典型应用形式并网应用 太阳升起，达到并网条件，接触器闭合联网，开始发电 光伏发电工程技术光伏发电工程技术 典型应用形式应用现场 2:10光伏发电工程技术光伏发电工程技术系统构成逆变器电路系统图 光伏发电工程技术光伏发电工程技术主拓扑电路（电路结构）逆变器主电路结构图 光伏发电工程技术光伏发电工程技术控制和保护 大功率逆变器的控制部分要完成如下几个基本任务：跟踪电池板（MPPT:最大功率跟踪）充分发挥电池板的发电潜力跟踪电网 保证输出电流和频率保持和电网同步直流电到交流电的转换 转换的同时，调节输出功率的
10、大小（或根据电网需要发出无功功率）光伏发电工程技术光伏发电工程技术控制和保护 大功率逆变器的控制部分跟踪电池板跟踪电池板（MPPT:最大功率跟踪）使逆变器始终工作在太阳能电池板阵列的最大输出功率点（附近），以充分发挥电池板 潜力。光伏发电工程技术光伏发电工程技术同行业其他品牌机柜SMA SUNNY CENTRAL 500HE:宽高深 =2800 2160 850重:1900kg 防护等级：IP20输出电压：270V合肥阳光:SG 500KTL宽高深 =2800 2160 850重:2288kg防护等级：IP20输出电压：270V光伏发电工程技术光伏发电工程技术同行业其他品牌机柜（500kW）安
11、徽颐和特变电工中国南车深圳科士达许继中科电十四所3:15光伏发电工程技术光伏发电工程技术大功率逆变器(500kW)主要硬件成本构成整机硬件成本构成 功率元器件 78%（IGBT及驱动，支撑电容，交直流断路器，接触器，导流铜排，散热器，风机，避雷器等）滤波电抗器11%控制硬件3%机柜8%光伏发电工程技术光伏发电工程技术（2）组串型光伏逆变模式组串型光伏逆变器，功率范围1KW-30KW，可用于大型电站和住宅型屋顶和一些小型商业屋顶。光伏发电工程技术光伏发电工程技术（2）组串式逆变器20光伏发电工程技术光伏发电工程技术光伏发电工程技术光伏发电工程技术221.2MW,53XGW17K-DT+20XGW
12、15K-DT，苏州阿特斯，中国光伏发电工程技术光伏发电工程技术1.2MW,78XGW15K-DT+1XGW17K-DT，苏州向隆，中国光伏发电工程技术光伏发电工程技术串接式逆变方式串接式逆变方式具有不需要汇流箱、安装方便，便于维护等优点，近年来逐步被很多人关注。光伏发电工程技术光伏发电工程技术900kW,26XGW17K-DT+29XGW15K-DT苏州，中国光伏发电工程技术光伏发电工程技术700kW,8XGW15K-DT+32XGW17K-DT，苏州，中国光伏发电工程技术光伏发电工程技术500kW,12XGW15K-DT+14XGW17K-DT，苏州松下，中国光伏发电工程技术光伏发电工程技术
13、500kW,25XGW20K-DT，浙江，中国光伏发电工程技术光伏发电工程技术200kW，10XGW10K-DT+4XGW15K-DT+2XGW17K-DT，丹麦光伏农场光伏发电工程技术光伏发电工程技术17kW,1XGW17K-DT，河北第一例光伏发电工程技术光伏发电工程技术5 kW，1XGW5048D-ES，菲律宾双向储能系统案例光伏发电工程技术光伏发电工程技术采用组串式逆变器的方案光伏发电工程技术光伏发电工程技术单相机拓扑图 组串式逆变器分类及拓扑光伏发电工程技术光伏发电工程技术三相机拓扑图 组串式逆变器分类及拓扑光伏发电工程技术光伏发电工程技术35 逆变器分类及拓扑双向储能逆变器拓扑图光
14、伏发电工程技术光伏发电工程技术在很宽泛的MPP电压范围内，各个功率点的转换效率都很高软开关技术降低了开关管损耗，提高了效率，使得产品小型化同时提高了产品的EMC性能逆变器性能参数介绍光伏发电工程技术光伏发电工程技术LMPPGMPPGMPP8:00 a.mLMPP9:00 a.m12:00 a.m阴影扫描算法下一张图片了解MPPT如何工作逆变器性能参数介绍光伏发电工程技术光伏发电工程技术日落前更多发电早晨更早发电逆变器性能参数介绍一张图片了解逆变器的直流出入电压范围光伏发电工程技术光伏发电工程技术 集中型逆变器 组串型逆变器50%50%50%50%100%100%50%100%组串式逆变器成为商
15、用分布式的主流光伏发电工程技术光伏发电工程技术 脏污 阴影 老化 升温 热斑木桶效应同样适应左图几种情况光伏发电工程技术光伏发电工程技术山 丘 电 站 项 目 备 注：图 片 摘 自 S o l a r z o o m光伏发电工程技术光伏发电工程技术通过对1MW电站的实际发电量的对比，可以看出使用组串型逆变器在发电量上优势明显，相比集中型逆变器最大可高出 610.4%的发电量。光伏发电工程技术光伏发电工程技术43系统加装储能装置的趋势新装系统光伏发电工程技术光伏发电工程技术（3）什么是微型逆变器？参数对比Macsol 3K TLEnphase M190Max Input Power3400W2
16、30WMax Input DC Voltage580V56VMinimum Voltage100V28VMaximum Output Power3160W190WEfficiency97.5%95.5%Dimensions(L X W X H)496x515x210203.2x 133.4x 31.8Weight20KG2KGStandard warranty term5years15years光伏发电工程技术光伏发电工程技术什么是微型逆变器？产品一路直流输入（配有MPPT）一路交流输出 (可多台组合)紧随光伏组件安装（1对1安装）体积小（安装条件宽松）重量轻（安装操作简单）光伏发电工程技术光
17、伏发电工程技术为什么使用微型逆变器？技术考量在传统的PV系统中，每一路组串型逆变器的直流输入端，会由10块左右光伏电池板串联接入。当10块串联的电池板中，若有一块不能良好工作，则这一串都会受到影响。若逆变器多路输入使用同一个MPPT，那么各路输入也都会受到影响，大幅降低发电效率在实际应用中，云彩，树木，烟囱，动物，灰尘，冰雪等各种遮挡因素都会引起上述因素，情况非常普遍光伏发电工程技术光伏发电工程技术为什么使用微型逆变器？技术考量在微型逆变器的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工作，则只有这一块都会受到影响。其他光伏板都将在最佳工作状态运行，使得系统总体效率
18、更高，发电量更大在实际应用中，若组串型逆变器出现故障，则会引起几千瓦的电池板不能发挥作用，而微型逆变器故障造成的影响相当之小光伏发电工程技术光伏发电工程技术为什么使用微型逆变器？技术考量光伏发电工程技术光伏发电工程技术为什么使用微型逆变器？经济考量传统PV系统总成本,逆变器,15%,15%传统PV系统总成本,其它,85%,85%传统传统中小中小PV系系统总统总成本成本逆变器其它组串逆变器微型逆变器15%30%=4.5%微型逆变器系统比传统PV系统总成本高出4.5%据实际应用统计，微型逆变器系统比传统PV系统总发电量高出5%25%具有更高的系统可靠性和产品可靠性（15年）安装更简便，系统设计更灵活光伏发电工程技术光伏发电工程技术微型逆变器的构造Enphase四芯交流接线端子公头四芯交流接线端子母头全金属外壳，安装支架兼接地点直流输入端子正负极机壳正下方有状态灯光伏发电工程技术光伏发电工程技术微型逆变器组成的光伏系统1微型逆变器2交流供电线缆3监控单元（EMU）4网络路由器（上网）5监控主机（通过Internet）光伏发电工程技术光伏发电工程技术52