逆变器和无变压器型逆变器。 3.1 光伏逆变器简介
如上所述,逆变器有多种类型,因此在选择机种和容量时
需特别注意。尤其在太阳能发电系统中,逆变器效率的高低是决定太阳电池容量和蓄电池容量大小的重要因。 3.2 光伏逆变器行情
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、西安爱科等;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。
3.3 光伏逆变器构造与原理
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
光伏并网发电原理图
转换成交流电力。一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升
16
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。 元器件的构成: 1、电流传感器 光伏逆变器一般采用霍尔电流传感器来进行电流采样,从小功率到大功率所采用的电流传感器形式不一,列举一些例子如下:
500KW逆变器中JCE1005-FS电流传感器外形图 100KW:检测电流是300A左右,一般都会采用JCE308-TS7电流传感器 250KW:检测电流是500A左右,一般都会采用JCE508-TS6电流传感器 500KW:检测电流是1000A左右,一般会采用JCE1005-FS电流传感器
17
1MW:检测电流是2000A左右,一般会采用JCE2005-FS电流传感器 对于电流传感器要求精度高、响应时间快,而且耐低温、高温等环境要求 2、电流互感器 一般采用BRS系列电流互感器,从几百到几千A不等,输出信号一般采用0-5A为标准 3、电抗器 3.4 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度(芯片温度)而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随
18
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。 3.5 逆变器的认证
并网逆变器除了需要完成正常商用/工业用电器设备的安规测试以及EMC(电磁兼容)测试以外,最重要的部分是完成各个国家不同的并网测试,以满足各个国家不同的电力设施的供电参数以及电网波动的保护需求. 只有在具有资质的实验室完成了这三部分的测试,并持有实验室出具的报告后,逆变器才可以取得当地的并网许可,输送电力到当地的电力公司,并取得电网补贴. 简而言之,没有完成当地逆变器认证测试的逆变器,是不被当地政府或者电力公司许可接入到电网,那当然你也就没有资格获取电网补贴。
逆变器在测试中
19
第四章 光伏逆变器拓扑结构及设计思路
4.1 引言
对于传统电力电子装置的设计,我们通常是通过每千瓦多少钱来衡量其性价比的。但是对于光伏逆变器的设计而言,对最大功率的追求仅仅是处于第二位的,欧洲效率的最大化才是最重要的。因为对于光伏逆变器而言,不仅最大输出功率的增加可以转化为经济效益,欧洲效率的提高同样可以,而且更加明显[1]。欧洲效率的定义不同于我们通常所说的平均效率或者最高效率。它充分考虑了太阳光强度的变化,更加准确地描述了光伏逆变器的性能。欧洲效率是由不同负载情况下的效率按照不同比重累加得到的,其中半载的效率占其最大组成部分(见图1)。
图1 欧洲效率计算比重
因此为了提高光伏逆变器的欧洲效率,仅仅降低额定负载时的损耗是不够的,必须同时提高不同负载情况下的效率。欧洲效率是一个新的参数,主要是针对光伏逆变器提出来的。由于太阳光在不同时间,强度是不一样的,所以光伏逆变器其实并不
20