65kw太阳能逆变器

家用太阳能发电系统逆变器的电路结构包括什么变压器形式

       光伏发电逆变器主电路

       太阳能电池一般是电压源，因此逆变器的主电路采用电压型，太阳能光伏发电系统用逆变器的三种主电路形式如图1所示。图1（a）是采用工频变压器主电路形式，采用工频变压器使输入与输出隔离，主电路和控制电路简单。为了追求效率，减少空载损耗，工频变压器的工作磁通密度选得比较低，因此重量大，约占逆变器的总重量的50％左右，逆变器外形尺寸大，是最早的一种逆变器主要形式。

       图1：逆变器主电路图

       图1（b）是高频变压器主电路形式，采用高频变压器使输入与输出隔离，体积小，重量轻。主电路分为高频逆变和工频逆变两部分，比较复杂，是20世纪90年代比较流行的主电路方式。

       图1(b)

       图1（c）是无变压器主电路形式，不采用变压器进行输入与输出隔离，只要采取适当措施，同样可保证主电路和控制电路运行的安全性，体积最小，重量轻，而且效率高，成本也较低。主电路包括升压部分和采用高频SPWM的逆变部分，比工频变压器主电路形式要复杂，但是适应输入直流电压范围宽，有利于与太阳能电池进行匹配。尽管由于天气等因素使太阳能电池输出电压发生变化，但有了升压部分，可以保证逆变部分输入电压比较稳定。将成为今后主要的主电路流行方式。

       图1(c)

       为了使无变压器主电路形式安全运行，必须采取一定的技术措施：首先要使太阳能电池对地电压保持稳定；其次，为了防止太阳能电池接地造成主电路损坏，应检测太阳能电池正极和负极的接地电流（通过零相互感器），如果不平衡电流超过规定值，说明太阳能电池有可能接地，接地保护立即动作，切断主电路输出，停止工作。由于无变压器主电路形式没有变压器对输入与输出隔离，因此逆变器输入端的太阳能电池的正负极不能直接接地，输出的单相三线制中性点接地，因太阳能电池面积大，对地有等效电容存在（正极等效电容和负极等效电容）。该等效电电容将在工作中出现充放电电流，其低频部分有可能使供电电路中的漏电开关误动作而造成停电，其高频部分将通过配电线路对其它用电设备造成电磁干扰，而影响其它用电设备正常工作。对这种对地等效电容电流必须在主电路加电感L1与电容C1组成的滤波器进行抑制，特别是抑制高频部分。而工频部分，可以通过控制逆变器开关方式来消除。当然在太阳能电池与主电路之间，还应当设置共模滤波器，防止对太阳能电池的电磁干扰。

       2.电力电子器件

       用于太阳能光伏发电系统逆变器（含输入直流斩波级）的功率半导体器件主要有MOSFET、IGBT、超结MOSFET。其中MOSFET速度最快，但成本也最高。与此相对的IGBT则开关速度较慢，但具有较高的电流密度，从而价格便宜并适用于大电流的应用场合。超结MOSFET介于两者之间，是一种性能价格折中的产品，在实际设计中被广为应用。概括地说，选用哪类器件取决于成本、效率的要求并兼顾开关频率。如果要求硬开关在100kHz以上，一般只有MOSFET能够胜任。在较低频段如15kHz，如没有特殊的效率要求，则选择IGBT。在此之间的频率，则取决于设计中对转换效率和成本的具体要求。系统效率和成本之间作为一对矛盾，设计中将根据其相应关系对照目标系统要求确定最贴近系统要求的元件型号。表1为三种半导体开关器件的功率损耗，为了便于比较，各参数均以MOSFET情况作归一化处理，超结MOSFET工艺目前没有超过900V的器件。

       除去以上最典型的三类全控开关器件，业界有像碳化硅二极管和ESBT等基于新材料和新工艺的产品。它们目前的价格还比较高，主要应用于对太阳能光伏发电效率有特殊要求的场合。但随着生产工艺的不断进步和器件单价的下降，这类器件也将逐步变为主流产品，甚至替代上述的某一类器件。

       以下为两种可运用的于特殊光伏发电场合的逆变器：

       （1）单相全桥混合器件模块与三电平混合器件模块

       混合单相全桥功率模块，是专用于光伏发电系统中单相逆变的产品，配合以单极型调制方法，每个桥臂的两只开关管分别工作在完全相异开关频率范围，上管总是在工频切换通断状态，而下管总是在脉宽调制频率下动作。根据这种工作特点，上管选用相对便宜的门极沟道型(Trench)IGBT以优化通态损耗，而下管可选择非穿通型(NPT)IGBT以减少开关损耗。这种拓扑结构不但保障了最高系统转换效率还降低了整个逆变设备的成本。图3给出了不同器件搭配的转换效率曲线以印证这种功率模块的优越性。可以发现，这种混合器件配置在不同负载下能实现98%以上的转换效率。

       在美高森美的三电平逆变模块中，也引入了混合器件机制，充分利用两端器件开关频率远高于中间相邻两器件。因而APTCV60系列三电平模块两端使用超结MOSFET，中间为IGBT的结构，可进一步提高效率。

       （2）ESBT

       ESBT是应用于太阳能光伏发电系统中的一种新型高电压快速开关器件，它兼顾了IGBT和MOSFET的优点，不仅电压耐量高于MOSFET，而且损耗小于快速IGBT器件。美高森美即将推向市场的ESBT太阳能升压斩波器模块，集成了碳化硅二极管和ESBT，面向5kW～205kW的超高效率升压应用。其电压为1200V，集电极和发射极间饱和通态电压很低（接近1V），优化开关频率在30kHz～40kHz之间，可选择单芯片模块或双芯片模块封装。实验表明，这种功率模块比目前市场上对应的IGBT模块减少40%的损耗。根据6kW的参考设计实验结果，此模块在50%至满负载之间，转换效率比最快的IGBT器件要提高至少0.6个百分点。因此，在碳化硅全控器件的价格下降到可接受的范围之前，对于超高效率的太阳能光伏功率变换应用，ESBT将是优选开关器件。

光伏发电应该怎么选取逆变器的大小？

       取决于屋顶的情况，家庭屋顶或者庭院，装机容量小，一般选择单相组串式逆变器，屋顶面积过大时选择三相组串式逆变器，工商业屋顶，复杂的山地和大棚项目，针对朝向不规则，易发生局部遮挡情况，装机容量较大，低压或中压多种并网电压的场景，一般选择三相组串式逆变器。

       对于低压侧并网的逆变器选择为220V/380V电压输出的逆变器，如易事特逆变器33KW以下功率段的。对于中压并网或高压并网的选择480V输出不带N线的逆变器，如易事特40KW功率以上的逆变器。

       光伏发电注意事项

       为了避免电弧和触电危险，请勿在有负载工作的情况下断开电气连接。必须保持接插头干燥和清洁，确保它们处于良好的工作状态。不要将其他金属物体插入接插头内，或者以其他任何方式来进行电气连接。

       除非组件断开了电气连接并且您穿着个人防护装备，否则，不要触摸或操作玻璃破碎、边框脱落和背板受损的光伏组件。请勿触碰潮湿的组件。

光伏逆变器最大有多少千瓦

       500kw。截止到2023年5月16日，全球功率最大的组串式光伏逆变器型号为SG320HX，最大输出功率为500kw。光伏逆变器可以将光伏（PV）太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电（AC）的逆变器。

太阳能光伏系统如何配置适合的逆变器？

       对, 多大功率的逆变器, 是指逆变器的负载总功率.

       太阳能电池组件的功率并不能决定逆变器的功率, 除非是并网型逆变器. 并网型逆变器只需求其总功率比所连接的太阳能电池组件总功率稍大一点点即可.

       但是离网型的就必须要取决于负载的功率了.

       逆变器的功率很多是以KVA表示的, 实际1KVA只有800W左右. 所以如果您的负载实际功率是800W的话,在不考虑容性负载,启动电流等条件下,最少也需要用一个1000VA的逆变器.

       如果有些负载的启动电流特别大, 比如冰箱,电视机等电器,启动时电流会有三四倍甚至更多, 这就要求根据具体情况配备逆变器.

太阳能逆变器输入电压

       逆变器输出有两种，一种是直接并入低压电网，一种是先接入升压变压器再并入中高压电压，我国电网单相电压是220V，三相是380V，这是用户端设备的额定电压，考虑到线路压降及变压器带负荷后自身压降，变压器输出的额定电压是三相400V和单相230V，所以逆变器的输出电压，单相机靠近设备侧，所以一般是标220V，也有标 230V的。三相机一般靠近变压器侧，所以一般标400V。

       国家电网规定：8kW及以下可接入220V，8-400kW接入380V，400kW-6MW可接入10kV，10MW可接入35kV。因此400kW以下的光伏电站可直接接入380/220低压电网。如果电站容量超过400kW并中压电网，中大功率电站，一般使用大功率组串式逆变器，目前1000V系统，逆变器输出电压有480V、500V、540V等多种，1500V系统，逆变器输出电压有690V和800V两种，逆变器后级接升压隔离变压器，这个电压目前没有相应的标准，那到底哪一个电压好呢？

       从机器成本上看，同等功率的逆变器，输出电压越高，电流就越小，成本越低，从这点看似乎电压越高越好，但综合考虑前级升压的效率，以及器件的寿命和组件配置的灵活性，1000V系统系统中，电压480V是比较适合，1500V系统，电压800V是比较适合。

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