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光伏逆变器的结构原理及其分类

光伏逆变器的结构原理及其分类-逆变器又称电源调整器,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二种。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

  逆变器又称电源调整器,依据逆变器在光伏发电体系中的用处可分为独立型电源用和并网用二种。依据波形调制方法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。关于用于并网体系的逆变器,依据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变变压器型逆变器。

  

  一般,把将沟通电能变换成直流电能的进程称为整流,把完结整流功用的电路称为整流电路,把完结整流进程的设备称为整流设备或整流器。与之相对应,把将直流电能变换成沟通电能的进程称为逆变,把完结逆变功用的电路称为逆变电路,把完结逆变进程的设备称为逆变设备或逆变器。如上所述,逆变器有多种类型,因而在挑选机种和容量时需特别注意。尤其在太阳能发电体系中,逆变器功率的凹凸是决议太阳能电池容量和蓄电池容量巨细的重要要素。。

  光伏逆变器作业原理

  逆变器是一种由半导体器材组成的电力调整设备,首要用于把直流电力转换成沟通电力。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操控所需的直流电压;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沟通电压。逆变器首要由晶体管等开关元件构成,经过有规矩地让开关元件重复开-关(ON-OFF),使直流输入变成沟通输出。当然,这样单纯地由开和关回路发生的逆变器输出波形并不有用。一般需求选用高频脉宽调制(SPWM),使挨近正弦波两头的电压宽度变狭,正弦波中心的电压宽度变宽,并在半周期内一直让开关元件按必定频率朝一方向动作,这样构成一个脉冲波列(拟正弦波)。然后让脉冲波经过简略的滤波器构成正弦波。

  

  光伏逆变器的元件构成

  1、电流传感器

  光伏逆变器一般选用霍尔电流传感器来进行电流采样,从小功率到大功率所选用的电流传感器方法纷歧,罗列一些比如如下:

  

  100KW:检测电流是300A左右,一般都会选用JCE308-TS7电流传感器

  250KW:检测电流是500A左右,一般都会选用JCE508-TS6电流传感器

  500KW:检测电流是1000A左右,一般会选用JCE1005-FS电流传感器

  1MW:检测电流是2000A左右,一般会选用JCE2005-FS电流传感器

  关于电流传感器要求精度高、呼应时刻快,并且耐低温、高温等环境要求

  2、电流互感器

  一般选用BRS系列电流互感器,从几百到几千A不等,输出信号一般选用0-5A为规范

  3、电抗器

  

  光伏逆变器的分类

  光伏逆变器有多种不同的分类方法,依据用处的不同可分为独立型电源用逆变器和独立型并网用逆变器(依据变压器的有无,独立型并网用逆变器还可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器)。依据波形调制方法的不同可分为方波型逆变器、阶梯型逆变器、正弦波型逆变器和组合型三相逆变器。

  1.方波逆变器

  此逆变器输出的电压波形为方波,逆变器线路简略,价格便宜,完结较为简单。缺陷是方波电压中含有很多的高次谐波成分,在负载中会发生附加的损耗,并对通讯等设备发生较大的搅扰,需求外加额定的滤波器。此类逆变器多见于前期,规划功率不超越几百瓦的小容量逆变器。

  2.阶梯波逆变器

  阶梯波逆变器输出的电压波形为阶梯波形,阶梯波逆变器的长处是输出波形挨近正弦波,比方波有显着的改进,高次谐波含量削减。当阶梯波的阶梯到达16个以上f付,输出的波形为准正弦波,整机功率较高。但此逆变器往往需求多组直流电源供电,需求的功率开关管也较多,给光伏阵列分组和蓄电池分组带来不方便。

  3.正弦波PWM逆变器

  正弦波逆变器的长处是输出波形根本为正弦波,在负载中只要很少的谐波损耗,对通讯设备搅扰小,整机功率高。缺陷是设备杂乱、价格高。跟着电力电子技能的前进,脉宽调制技能的遍及,大容量PWM型正弦波逆变器逐步成为逆变器的主流产品。以典型的单相全桥式逆变器为例,四个对角的开关功率管以每个对角线的二个开关管为一组,顺次导通和关断,在负载二端就发生替换的正负电压,构成沟通输出。当此替换导通的频率与负载所需的沟通频率相一起,其输出的电压就为方波电压。当开关管以比逆变沟通输出电压高许多的频率开关,且每次开关的脉宽依照正弦波的幅值调制时,就变成了正弦波脉宽调制输出的逆变器,加滤波器后其输出的电压波形便是正弦波输出逆变器。

  PWM型逆变器广泛运用功率场效应管(Power MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管

  (IGBT)、可关断型晶闸管(GTO)等作为开关管,而操控部分运用专用型PWM开关%&&&&&%以及带有PWM输出的DSP和单片机芯片。构成一台有用型逆变器需求主功率电路、操控电路和辅佐电路(如维护、丈量和监控等)。其逆变进程为:光伏阵列或蓄电池输出的直流电进人逆变器直流母线,经开关电路(如桥式电路)将直流电变成正反方向输出的、脉宽为正弦调制的沟通脉冲波,此脉宽调制的沟通电压经滤波电路变成正弦沟通电压输出,如需求升压则外接升压变压器,再经输电线路将沟通电力送往负载。PWM调制输出信号频率称作逆变器的调制频率或开关频率,它一般是逆变器输出沟通基波频率的十几倍、几十倍到上百倍。典型的逆变器沟通输出频率为50Hz,逆变器开关频率能够儿百到儿十千赫。PWM调制的开关频率愈高,则逆变器输出波形谐波愈小,但开关进程带来的功率损耗则愈大,要权衡选取开关管PWM调制的开关频率。

  逆变器输出所接的滤波器一般为低通滤波器,由电感器和%&&&&&%器构成T型低通滤波方法。滤波器的规划要考虑滤波才能也要考虑或许带来的电磁谐振。逆变器按输出类型,又分为电压型逆变器和电流型逆变器。

  4.变颇器

  变频器是由三相整流器、电压源的无源逆变器和操控器构成,由于光伏发电体系所发电力为直流的特殊性,光伏变频器不需求三相整流器,而直接将变频器的直流母线接到光伏发电体系的直流母线上。鉴于光伏电力受光照的自然环境影响较大,直流母线一般要加蓄电池来安稳变频器的运转;在变频器操控端子要加弱电操控信号,不停地调理变频器的设定频率,改动变频器输出功率,以到达与光伏阵列最大功率点盯梢的意图。变频器作为可调理性负载要与光伏阵列的MPPT联合操控,在光伏发电体系中,电动机类动力性负荷尽量合作运用变频器,以削减电动机发动电流的冲击,并能够灵敏调理电动机负荷。

  

  逆变器作为光伏发电的重要组成部分,首要的作用是将光伏组件宣布的直流电转变成沟通电。现在,市面上常见的逆变器首要分为会集式逆变器与组串式逆变器,还有新潮的集散式逆变器。

  1、会集式逆变器

  会集式逆变器望文生义是将光伏组件发生的直流电汇总转变为沟通电后进行升压、并网。因而,逆变器的功率都相对较大。光伏电站中一般选用500kW以上的会集式逆变器。

  会集式逆变器的长处如下:

  (1)功率大,数量少,便于管理;元器材少,安稳性好,便于维护;

  (2)谐波含量少,电能质量高;维护功用完全,安全性高;

  (3)有功率要素调理功用和低电压穿越功用,电网调理性好。

  会集式逆变器存在如下问题:

  (1)会集式逆变器MPPT电压规模较窄,不能监控到每一路组件的运转状况,因而不或许使每一路组件都处于最佳作业点,组件装备不灵敏;

  (2)会集式逆变器占地面积大,需求专用的机房,装置不灵敏;

  (3)本身耗电以及机房通风散热耗电量大。

  2、组串式逆变器

  组串式逆变器望文生义是将光伏组件发生的直流电直接转变为沟通电汇总后升压、并网。因而,逆变器的功率都相对较小。光伏电站中一般选用50kW以下的组串式逆变器。

  组串式逆变器长处:

  (1)不受组串间模块差异,和暗影遮挡的影响,一起削减光伏电池组件最佳作业点与逆变器不匹配的状况,最大程度增加了发电量;

  (2)MPPT电压规模宽,组件装备愈加灵敏;在阴雨天,雾气多的部区,发电时刻长;

  (3)体积较小,占地面积小,无需专用机房,装置灵敏;

  (4)自耗电低、毛病影响小。

  组串式逆变器存在问题:

  (1)功率器材电气空隙小,不适合高海拔区域;元器材较多,集成在一起,安稳性稍差;

  (2)户外型装置,风吹日晒很简单导致外壳和散热片老化;

  (3)逆变器数量多,总毛病率会升高,体系监控难度大;

  (4)不带阻隔变压器规划,电气安全性稍差,不适合薄膜组件负极接地体系。

  3、集散式逆变器

  集散式逆变器是近两年来新提出的一种逆变器方法,其首要特点是“会集逆变”和“涣散MPPT盯梢”。集散式逆变器是聚集了会集式逆变器和组串式逆变器两种逆变器长处的产品,到达了“会集式逆变器的低本钱,组串式逆变器的高发电量”。

  集散式逆变器长处:

  (1)与会集式比照,“涣散MPPT盯梢”减小了失配的几率,提升了发电量;

  (2)与会集式及组串式比照,集散式逆变器具有升压功用,降低了线损;

  (3)与组串式比照,“会集逆变”在建设本钱方面更具优势。

  集散式逆变器问题;

  (1)工程阅历少。较前两类而言,尚属新方法,在工程项目方面的使用相对较少;

  (2)安全性、安稳性以及高发电量等特性还需求阅历工程项意图查验;

  (3)由于选用“会集逆变”,因而,占地面积大,需专用机房的缺陷也存在于集散式逆变器中。

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