并网逆变器组成器件

什么是光伏逆变器

       摘要：光伏逆变器（PVinverter或solarinverter）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，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供电的设备使用。下面来了解一下光伏逆变器的知识！一、什么是光伏逆变器

       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。对于用于并网系统的逆变器，根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。

       二、结构原理

       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。

       三、逆变器的元器件构成

       1、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，目前国内很多厂家都用开环电流传感器来取代闭环电流传感器，如：JCE1000-AXS、JCE1500-AXS、JCE2000-AXS等

       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

       三、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

       太阳能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。

       四、选购步骤及方法

       1、功率

       一般根据系统的要求配置对应功率段的逆变器，选型的逆变器的功率应该与太阳能电池方阵的最大功率匹配，一般选取光伏逆变器的额定输出功率与输入总功率相近左右，这样可以节约成本。

       2、关键技术指标

       1）选择合适的输入输出电压范围，确保产品的最优组合。

       2）逆变器的欧洲效率：它的高低将直接影响到光伏发电系统的设计成本与发电效率。

       3）太阳电池方阵最大功率跟踪功能（MPPT）及其效率。

       4）应注意所选用的逆变器应有基本的保护功能，如过流/短路保护、过功率保护，过温保护，防雷保护、孤岛保护等功能。

       5）逆变器输出电流波形畸变率（THD%）要低于4%。

       3、认证标准

       作为光伏电站的核心设备，为保证电站的稳定、可靠、持续运行，并网逆变器必须有很高的可靠性。它应具有销售目的地的安规认证，电磁兼容认证，及各国并网认证：（以欧洲为例）

       安规：EN62109-1，EN62109-2

       电磁兼容:EN61000-6-1,EN61000-6-2,EN61000-6-3,EN61000-6-4

       并网认证:VDE0126-1-1(德国)

       4、品牌与服务

       建议购买目前市场上口碑不错的品牌，因为一般品牌形象好的公司，通常会在技术，以及维修服务上有较大的投资，能满足对客户的承诺。

并网逆变器的风力发电并网逆变器

       针对风力发电系统的特性，设计了与电网并联的PWM逆变器控制系统，该系统采用电流瞬时值反馈控制，直接以电网电压同步信号为逆变器输出电流跟踪指令，通过对网侧电流的闭环跟随控制，实现以单位功率因数向电网馈送电能。对系统的稳定性进行了分析，实验结果证明了该逆变器控制系统的可行性和正确性。

       随着环保意识的加强以及对于可再生能源的需求，风力发电技术日益受到重视。由于风能具有不稳定性和随机性，风力发电机发出的电能是电压、频率随机变化的交流电，必须采取有效的电力变换措施后才能够将风电送入电网。为了改进风力发电机发电系统的运行性能，近年来发展了基于交-直-交变流器的变速风力发电系统。

       在交-直-交变速风力发电系统中，逆变器的控制技术是关键，国内外纷纷展开这方面的研究工作。文献[2]～文献[5]对此都有专门的研究。本文综合以上几个文献中逆变器的优点，提出了一种新型的逆变器控制方案。该逆变器直接以电网电压同步信号为逆变器输出电流的跟踪信号，能够使输出电流快速跟踪电网电压。该控制系统结构简单，试验结果表明该控制系统能实现单位功率因数输出，且输出电流的谐波含量低。 《中国风能逆变器行业产销需求与投资预测分析报告前瞻》

       报告利用前瞻资讯长期对风能逆变器行业市场跟踪搜集的市场数据，从行业的整体高度来架构分析体系。本报告主要分析了风能逆变器行业发展背景;风力发电行业发展现状及趋势;风能逆变器行业发展现状、趋势及前景；风能逆变器行业的企业经营状况;风能逆变器行业发展趋势及前景。　　 交-直-交变速风力发电系统，整流器和逆变器分别采用二极管整流器及基于全控型器件的PWM逆变器。为了解决在低风速时整流以后的电压幅值过低、频率变化太快、直流纹波较大、电压尖刺等问题，在整流器与逆变器之间加入了直流环节部分，该环节具有升压和稳压功能。逆变器将直流转换成适合并网条件的交流后再通过变压器或直接并入电网。

       这种交-直-交系统最显著的特点是在风力发电机和电网之间连接了缓冲电路，在并网时无电流冲击，逆变器不仅可以调节电压、频率，而且可以调节输出功率，是一种稳定的并网方式。 PWM逆变器的拓扑结构如图2a所示。逆变器输入与直流稳压的输出端相连，其输入端的电压为直流稳压后的电压值udc，输出端通过滤波电感上后并入电网，对于风力发电并网逆变器系统，输出相电压、相电流与电网电动势满足图2b所示矢量关系。

       对于无穷大公共电网，该并网逆变器作为电流源向电网输送电能。因此通过对逆变器输出电流的控制即可达到控制输出功率的目的。由图2b可知，为了不对公用电网产生谐波污染，必须使逆变器各相输出电流与电网电压反相，以实现逆变器的单位功率因数输出。为了实现这一目的，设计了如图3所示的逆变器控制系统。 图6a为蓄电池电压与a相电流波形图，图6b为a相电压与电流波形图。图6c为输出电流的频谱图。实验结果表明，在蓄电池电压稳定的条件下，逆变器输出电流是稳定的正弦波，且与电网电压相位相反，因而实现了单位功率因数传送电能。逆变器输出电流频率基本是50Hz。谐波含量达到了并网要求。

500KW光伏逆变器里元器件的作用分别是什么

       光伏并网发电系统是将太阳能转换为电能并向电网输送电力的发电系统。它主要由太阳能光伏组件、逆变器以及配电设备组成。而逆变器是光伏并网发电系统的关键设备。光伏逆变器就是这种能将太阳能电池板产生的直流电转换为与电网同频同相的正弦波交流电并馈入电网的设备。

       A. 显示屏：显示系统状态与参数。

       B. 轻触按键：输入控制命令。

       C. 指示灯：显示设备工作状态。黄灯待机，绿灯正常工作，红灯故障。

       D. 钥匙开关：控制逆变器开断。

       E. 急停开关：出现紧急状况时，按下按钮，逆变器立即停止工作；开关松开后，逆变器才能开机。

       F. 门锁：锁住逆变器的两扇前门，门内侧装有行程开关，当门打开时，逆变器停止工作；门锁上时逆变器才能正常开机。

       G. 交流断路器：闭合时逆变器并网，断开时系统与并网断开连接，逆变器停止工作。

       具体请参见：/view/b8d5695477232f60ddcca1c7.html

光伏发电逆变器原理方框图

       逆变器是一种把直流电能(电池、蓄电池)转变成交流电(一般为220伏50HZ正弦波或方波)的装置。我们常见的应急电源，一般都是把直流电瓶逆变成220V交流的。简单来讲，逆变器就是一种将直流电转化为交流电的装置。

       性能优良的家用逆变电源电路图

       这种设计，材料易取，输出功率150W，本电路设计频率为300HZ左右，目的是缩小逆变变压器的体积、重量、输出波形方波。这款逆变电源可以用在停电时家庭照明，电子镇流器的日光灯，开关电源的家用电器等其他方面。这款逆变器较为容易制作，可以将12V直流电源电压逆变为220V市电电压，电路由BG2和BG3组成的多谐振荡器推动，再通过BG1和BG2驱动，来控制BG6和BG7工作。其中振荡电路由BG5与DW组的稳压电源供电，这样可以使输出频率比较稳定。在制作时，变压器可选有常用双12V输出的市电变压器。可根据需要，选择适当的12V蓄电池容量。

       高效率的正弦波逆变器电器图

       该电路用12V电池供电。先用一片倍压模块倍压为运放供电。可选取ICL7660或MAX1044。运放1产生50Hz正弦波作为基准信号。运放2作为反相器。运放3和运放4作为迟滞比较器。其实运放3和开关管1构成的是比例开关电源。运放4和开关管2也同样。它的开关频率不稳定。在运放1输出信号为正相时，运放3和开关管工作。这时运放2输出的是负相。这时运放4的正输入端的电位(恒为0)总比负输入端的电位高，所以运放4输出恒为1，开关管关闭。在运放1输出为负相时，则相反。这就实现了两开关管交替工作。

       当基准信号比检测信号，也即是运放3或4的负输入端的信号比正输入端的信号高一微小值时，比较器输出0，开关管开，随之检测信号迅速提高，当检测信号比基准信号高一微小值时，比较器输出1，开关管关。这里要注意的是，在电路翻转时比较器有个正反馈过程，这是迟滞比较器的特点。比如说在基准信号比检测信号低的前提下，随着它们的差值不断地靠近，在它们相等的瞬间，基准信号马上比检测信号高出一定值。这个“一定值”影响开关频率。它越大频率越低。这里选它为0.1~0.2V。

       C3，C4的作用是为了让频率较高的开关续流电流通过，而对频率较低的50Hz信号产生较大的阻抗。C5由公式：50=算出。L一般为70H，制作时最好测一下。这样C为0.15μ左右。R4与R3的比值要严格等于0.5，大了波形失真明显，小了不能起振，但是宁可大一些，不可小。开关管的最大电流为：I==25A。

       现有的逆变器，有方波输出和正弦波输出两种。方波输出的逆变器效率高，对于采用正弦波电源设计的电器来说，除少数电器不适用外大多数电器都可适用，正弦波输出的逆变器就没有这方面的缺点，却存在效率低的缺点，如何选择这就需要根据自己的需求了。

太阳能光伏并网发电对逆变器有什么要求？

       逆变器（inverter，又称变流器、反流器，或称反用换流器、电压转换器）是一个利用高频电桥电路将直流电变换成交流电的电子器件，其目的与整流器相反。可将12V或24V的直流电转换成230V、50Hz交流电或其它类型的交流电。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

       太阳能光伏并网发电注意事项：电能质量问题：光伏发电并网逆变器易产生谐波、三相电流不平衡，输出功率不确定性易造成电网电压波动、闪变，需要进行治理。光伏电压出力力随机且变化幅度大，自身不具备惯量，需要增加电网的旋转备用容量进行调节；供电可靠性指标分析、电压无功控制、电能计量计费以及与电网自动化系统的信息交互等各种运行控制措施也存在技术问题。对于接入配电网的大量分布式光伏电源，原来辐射撞配电网络变为多电源结构，需加装或更换保护及自动化装置；光伏电源引起的自给非正常孤岛问题，需加装有效的多种保护。

       要注意组件朝向问题，肯定是要向南，且最好要有一定倾角；要注意遮挡，这个肯定够都是清楚的；同一矩阵组件需要相近的电流，否则串联后会影响组件发电效率；在潮湿地区组件容易引发PID现象，主要出现负极，会导致组件功率逐渐下降。从而影响整个矩阵发电效果（户用系统请忽略，主要发生在大型地面电站）；在航道机场附近是不能建光伏电站的，电板的反射光会影响飞机起降。如果是分布式电站，那不是所有屋顶都适合装太阳能电站，有些屋顶承重不行，建议先现场考察下。

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