光伏发电系统综合实训报告(8)

2018-11-26 21:00

南京工业职业技术学院

(1)单相逆变器 (2)三相逆变器 (3)多相逆变器

? 按照逆变器输出电能的去向分可分为: (1)有源逆变器 (2)无源逆变器

? 按逆变器主电路的形式分可分为: (1)单端式逆变器 (2)推挽式逆变器 (3)半桥式逆变器 (4)全桥式逆变器

? 按逆变器主开关器件的类型分可分为: (1)晶闸管逆变器 (2)晶体管逆变器 (3)场效应逆变器

(4)绝缘栅双极晶体管(IGBT)逆变器 ? 按直流电源分可分为:

(1)电压源型逆变器(VSI) (2)电流源型逆变器(CSI) ? 按逆变器控制方式分可分为: (1)调频式(PFM)逆变器 (2)调脉宽式(PWM)逆变器

? 按逆变器开关电路工作方式分可分为: (1)谐振式逆变器

(2)定频硬开关式逆变器 (3)定频软开关式逆变器 2.按隔离方式光伏逆变器可分为: (1)独立光伏系统逆变器

独立逆变器包括边远地区的村庄供电系统,太阳能户用电源系统,通信信号电源,阴极保护,太阳能路灯等带有蓄电池的独立发电系统。

(2)并网光伏系统逆变器

? 并网发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系

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统。通过光伏组件将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电,经过逆变器逆变后转换后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流

? 逆变器的特点: 逆变器的主要特点包

(1)要求具有较高的效率

由于目前太阳能电池的价格偏高,为了最大限度的利用太阳能电池,提高系统效率,必须设法提高逆变器的效率。 (2)要求具有较高的可靠性

目前光伏电站系统主要用于边远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变器有合理的电路结构,严格的元器件筛选,并要求逆变器具备各种保护功能,如 :输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。

(3)要求输入电压有较宽的适应范围

由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大,如12V的蓄电池,其端电压可能在10V~16V之间变化,这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。

三、光伏逆变器行业情况

目前光伏逆变器行业国际领军者是德国艾斯玛(SMA)公司,技术处在行业的顶点。国内比较有实力的并网逆变器企业有:合肥阳光电源、三 晶新能源、中达电通、山亿新能源、北京科诺伟业、艾索新能源等;而离网逆变器的技术发展相对较成熟,国内已拥有一批技术较领先的企业。

四、光伏逆变器的结构与工作原理

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逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置,主要用于把直流电力转换成交流电力。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。当然,这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实用。一般需要采用高频脉宽调制(SPWM),使靠近正弦波两端的电压宽度变狭,正弦波中央的电压宽度变宽,并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝一方向动作,这样形成一个脉冲波列(拟正弦波)。然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。

五、光伏逆变器的功能

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)。这里简单介绍自动运行和停机功能及最大功率跟踪控制功能。 1、自动运行和停机功能

早晨日出后,太阳辐射强度逐渐增强,太阳电池的输出也随之增大,当达到逆变器工作所需的输出功率后,逆变器即自动开始运行。进入运行后,逆变器便时时刻刻监视太阳电池组件的输出,只要太阳电池组件的输出功率大于逆变器工作所需的输出功率,逆变器就持续运行,直到日落停机,即使阴雨天逆变器也能运行。当太阳电池组件输出变小,逆变器输出接近0时,逆变器便形成待机状态。 2、最大功率跟踪控制功能

太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温

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度(芯片温度)而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随电流增大而下降的特性,因此存在能获取最大功率的最佳工作点。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(MPPT)这一功能。

六、光伏逆变器的应用

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第七章 光伏发电系统的PLC控制程序简介

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