光伏逆变器分析图



光伏逆变器数据采集方案

光伏逆变器数据采集方案

光伏逆变器数据采集是光伏电站运维和数据分析的重要环节。针对光伏逆变器数据采集的需求，以下是一个综合考量通讯方式、设备兼容性、运维效率及数据管理平台的方案。

一、通讯方式选择

光伏逆变器数据采集的通讯方式多样，包括4G、485、以太网、LORA、WiFi等。每种通讯方式都有其优缺点，需根据具体应用场景进行选择：

485总线：适用于短距离、低成本的数据传输，但拉线距离长时易受干扰，且总线后端数据可能因线路故障无法收集。网线（以太网）：传输速度快，稳定性高，但拉线工作量大，建设改造成本高。4G：无需布线，覆盖范围广，但需支付运营商费用，且在偏远地区可能无信号覆盖。WiFi：传输速度快，但通讯距离短，绕射性能弱，易受环境因素影响。LORA：通讯距离长，适用于偏远或难以布线区域，但网关架设繁琐，可能存在盲区，补盲成本高。

综合考虑以上因素，推荐采用LORA mesh通讯方式。LORA mesh通讯方式具有通讯距离长、网络利用率高、可解决网络撞包问题等优点，且通过255mesh的多跳协议完美解决了盲区问题。

二、设备兼容性处理

针对老项目改造中逆变器种类、通讯协议各不相同的问题，可采取以下措施：

统一通讯协议：尽可能选择支持标准通讯协议的逆变器，如Modbus等，以便实现数据的统一采集和传输。通讯协议转换：对于不支持标准通讯协议的逆变器，可通过通讯协议转换设备将其转换为支持的标准协议。采集指令配置：LORA mesh通讯方式支持网关下发统一采集指令，下端MCU可配置采集命令，以适应不同逆变器的数据采集需求。

三、运维效率提升

为提高运维效率，可采取以下措施：

数字化运维：建立数字化运维平台，实现远程监控、故障诊断和数据分析等功能，减少运维人员工作量。智能预警：通过数据分析算法对逆变器运行数据进行实时监测和分析，及时发现潜在故障并发出预警信号，提高运维响应速度。运维人员培训：定期对运维人员进行培训和技术更新，提高其专业技能和运维效率。

四、数据管理平台建设

为实现数据的统一管理和分析，需建设数据管理平台。数据管理平台应具备以下功能：

数据采集与存储：实现逆变器数据的实时采集和存储，确保数据的完整性和准确性。数据分析与挖掘：通过数据分析算法对采集到的数据进行处理和分析，挖掘数据背后的价值，为运维决策提供支持。数据可视化：将分析结果以图表、报表等形式直观展示，便于运维人员理解和使用。数据安全与备份：建立完善的数据安全机制，确保数据不被泄露或损坏，并定期进行数据备份以防止数据丢失。

五、方案实施效果

采用LORA mesh通讯方式的光伏逆变器数据采集方案具有以下优势：

高效稳定：LORA mesh通讯方式具有通讯距离长、网络利用率高、稳定性好等优点，可确保数据的实时采集和传输。兼容性强：通过通讯协议转换和采集指令配置等措施，可适应不同逆变器的数据采集需求。运维便捷：数字化运维平台和智能预警系统可提高运维效率和质量，降低运维成本。管理智能：数据管理平台可实现数据的统一管理和分析，为运维决策提供支持，提高光伏电站的运营效益。

六、附图说明

综上所述，采用LORA mesh通讯方式的光伏逆变器数据采集方案具有高效稳定、兼容性强、运维便捷和管理智能等优点，是光伏电站数据采集和运维管理的理想选择。

逆变器滤波器设计（变频器输出滤波）

逆变器滤波器设计（变频器输出滤波）

逆变器滤波器设计是确保变频器输出波形质量的关键环节，特别是在变频器驱动电动机时，滤波器的设计直接关系到电动机的运行稳定性和寿命。以下是对逆变器滤波器设计的详细分析：

一、滤波器类型选择

LC滤波器（正弦波滤波器）：

结构：由串联电抗L和并联电容C构成。

适用场景：主要用于电压源逆变器，特别是当逆变器直接为负荷供电（如UPS）时。此时，只要电压纹波系数小于一定值，负荷就能承受，因此可以省去一组电感。

LCL滤波器：

结构：头部是一组电感串联，中间部分是并联的安规电容，尾部又串联了一组电感。

适用场景：主要用于电流源逆变器，特别是当逆变器与电网相连接时。但需注意LCL滤波器存在两个谐振点，控制参数需精心设计以避免谐振。

二、滤波器设计原理

正弦波滤波器原理：

正弦波滤波器的作用是将变频器输出的PWM波形转变成正弦波，从而避免PWM波形在电动机端产生的过冲电压对电动机绝缘造成损伤。

滤波器通过串联电抗L和并联电容C的组合，形成低通滤波器，滤除PWM波形中的高频谐波成分，使输出电压接近正弦波。

截止频率的选择：

截止频率f=1/（2πLC），是滤波器设计的重要参数。通过选择合适的截止频率，可以滤除PWM波形中的大部分谐波，使输出电压U0近似为正弦波。

截止频率的选择需根据变频器的载波频率fc来确定，通常选择截止频率低于fc的某个值，以确保大部分谐波被滤除。

三、滤波器参数设计

电抗L的选择：

电抗L的大小直接影响输出电压的畸变率和输出电压的降低程度。增大电抗值可以降低输出电压的畸变率，但也会降低输出电压。

因此，在设计时需根据电动机的容量和额定电流来选择合适的电抗值，并留有一定的电流余量。

电容C的选择：

电容C的大小同样影响输出电压的质量和成本。增大电容值可以提高输出电压质量，但也会增加成本，并且输出电压也会有所降低。

电容值的选择需与电抗值和变频器的载波频率相匹配，以确保滤波效果最佳。

四、设计实例

以额定功率315kW、功率因数0.8的电动机为例，进行滤波器参数设计：

计算额定工作电流：

根据电动机的额定功率和功率因数，计算出额定工作电流。

选择电抗L：

根据额定工作电流和留有的电流余量，选择合适的电抗值。

选择电容C：

根据电抗值和变频器的载波频率，选择合适的电容值。

五、注意事项

谐振问题：

对于LCL滤波器，需特别注意谐振问题。在设计时需精心选择控制参数，以避免发生谐振。

背景谐波电压：

如果系统较弱，背景谐波电压可能会通过系统阻抗与LCL滤波器的电容C发生谐振。此时，可以在电容C上串联一个电阻，或者采用虚拟阻抗的方法来解决。

滤波器安装：

滤波器应安装在变频器与电动机之间的电缆上，以确保滤波效果最佳。同时，需注意滤波器的接地和散热问题。

六、展示

以上是对逆变器滤波器设计的详细分析，包括滤波器类型选择、设计原理、参数设计、设计实例和注意事项等方面。通过合理的滤波器设计，可以确保变频器输出的波形质量，保护电动机免受损伤，提高系统的稳定性和可靠性。

装系统不求人 5分钟学会设计最优离网光伏电站方案

5分钟学会设计最优离网光伏电站方案

设计离网光伏电站方案，首先需要了解光伏离网发电系统的基本构成和工作原理。光伏离网发电系统主要由光伏方阵、太阳能控制器、逆变器、蓄电池组和负载等构成。在有光照的情况下，光伏方阵将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池通过逆变器给交流负载供电。

以下是一个简洁明了的设计流程，帮助你在5分钟内学会设计最优离网光伏电站方案：

一、明确系统需求

应用场景：确定光伏电站的应用场所，如偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站等。负载需求：了解负载的功率、用电时间和用电模式，以便合理配置光伏方阵、蓄电池组和逆变器。

二、选择系统组件

光伏方阵

根据当地的光照条件和负载需求，选择合适的光伏组件类型和功率。

确保光伏方阵的输出电压与控制器和逆变器的输入电压匹配。

太阳能控制器

PWM控制器：技术成熟，价格便宜，但组件利用率较低，适用于小型离网系统。

MPPT控制器：能够实时检测太阳能板电压和电流，追踪最大功率，组件利用率高，适用于中大型离网系统。

逆变器

修正波逆变器：成本低，但不能带感性负载，如空调等，适用于小型离网系统。

纯正弦波逆变器：可以连接任何常见电器设备，无干扰，适用于中大型离网系统。

蓄电池组

根据负载需求和光照条件，选择合适的蓄电池类型和容量。

确保蓄电池的电压与控制器和逆变器的输入电压匹配。

三、确定系统类型

小型离网系统（1kW以下）：建议采用PWM控制器、修正波逆变器，控制器、逆变器和蓄电池做成一体，结构简单，价格便宜。中小型离网系统（1kW-10kW）：根据负载功率和用电时间，选择逆变控制一体机或分体式系统，纯正弦波输出或修正波输出。中大型系统（10-200kW）：建议选择光伏并离网储能系统，设备选择一体机，结构简单方便。大型系统（250kW以上）：建议选择光伏微网储能系统，系统灵活，效率高，方便扩容。

四、优化系统配置

提高系统可靠性：选择质量可靠的组件和设备，合理配置冗余，确保系统稳定运行。增加发电量：优化光伏方阵的布局和朝向，提高光照利用率。减少系统成本：在保证系统性能和可靠性的前提下，选择性价比高的组件和设备，降低系统成本。

五、案例分析

小型离网系统案例：如偏远山区照明系统，采用PWM控制器、修正波逆变器，一体式设计，满足基本照明需求。中小型离网系统案例：如牧民家庭用电系统，根据负载需求配置光伏方阵、逆变器和蓄电池组，实现稳定供电。中大型系统案例：如工商业项目，采用光伏并离网储能系统，实现自给自足，降低电费成本。大型系统案例：如偏远山区或海岛微电网系统，采用光伏微网储能系统，实现高效、灵活、可靠的供电。

以下是相关展示：

通过以上步骤，你可以快速设计出最优的离网光伏电站方案，满足用户的不同需求。

逆变器电路图

逆变器电路图分析

逆变器是一种将直流电（DC）转换为交流电（AC）的电子设备。在市场上，逆变器产品种类繁多，但其基本电路原理大多基于一些经典的电路图。以下是对两种简单逆变器电路图的详细分析：

一、简单逆变器原理图（图一）

该电路图展示了一个可以将12V直流电源电压逆变为220V交流电的简单逆变器。其工作原理如下：

多谐振荡器：BG2与BG3组成多谐振荡器，负责推动整个电路的运行。多谐振荡器产生的信号具有稳定的频率，这一频率由BG5和DW组成的稳压电源供电来保证。控制部分：BG1和BG4作为控制元件，它们根据多谐振荡器的输出信号来控制BG6和BG7的工作状态。BG6和BG7是逆变器的主功率开关管，它们的交替工作实现了直流到交流的转换。变压器：变压器可选有常用双12V输出的市电变压器，用于升压，将12V直流电转换为220V交流电。蓄电池：蓄电池作为直流电源，其容量越大，逆变器的工作时间越长。

二、高效率正弦波逆变器电路图（图二）

该电路图展示了一款高效率的正弦波逆变器，其工作原理如下：

倍压模块：首先，使用一片倍压模块（如ICL7660或MAX1044）将12V电池电压倍压，为运放供电。正弦波产生：运放1产生50Hz的正弦波作为基准信号。这个信号是整个逆变器工作的基础。反相器与迟滞比较器：运放2作为反相器，用于产生与基准信号相位相反的信号。运放3和运放4作为迟滞比较器，它们根据基准信号和检测信号的差值来控制开关管的工作状态。开关管交替工作：当基准信号为正相时，运放3和对应的开关管工作；当基准信号为负相时，运放4和对应的开关管工作。这样，两个开关管交替工作，实现了直流到交流的转换，并且输出的交流电波形接近正弦波。频率控制与波形整形：电路中的C3、C4用于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。L、C5等元件用于整形输出波形，使其更接近正弦波。R4与R3的比值对波形失真有明显影响，需要严格等于0.5（宁可大一些，不可小）。

总结

以上两种逆变器电路图各有优缺点。简单逆变器原理图（图一）结构相对简单，但输出的交流电波形可能不够理想（如方波），适用于对波形要求不高的场合。高效率正弦波逆变器电路图（图二）则能够输出接近正弦波的交流电，适用于对波形要求较高的场合，但电路结构相对复杂，成本也较高。因此，在选择逆变器时，需要根据实际应用情况来权衡利弊，选择合适的电路方案。

53页PPT详解光伏发电系统的工作原理及设计基础知识，纯干货！

光伏发电系统的工作原理及设计基础知识详解

光伏发电系统，即将太阳能转化为电能的系统，主要分为独立运行和并网运行两种方式。

一、光伏发电系统的运行方式

独立运行光伏发电系统（离网系统）

定义：独立光伏发电系统，也称为离网光伏发电系统，是相对于并网发电系统而言的孤立发电系统。

特点：该系统主要解决无电地区的供电问题。由于偏远无电地区的供电可靠性受气象环境、负荷等因素影响，供电稳定性相对较差，因此需要加装能量储存和能量管理设备。系统通常包含太阳能电池板、控制器、蓄电池和逆变器等组件。

图示：

并网运行光伏发电系统

定义：并网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，实现与电网连接并向电网输送电能。

特点：该系统灵活性高，日照充足时，光伏发电系统在为交流负载供电的同时，可将多余的电能送入电网；而当日照不足时，太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，可从电网索取电能为负载供电。因此，并网系统不会出现因电力供应不足而断电的情况。

图示：

二、光伏发电系统的设计

光伏发电系统的设计涉及多个方面，包括太阳能电池板的选择与布局、逆变器的选型、储能系统的配置以及系统的整体优化等。以下是一些关键设计基础知识的概述：

太阳能电池板的选择与布局

选择：太阳能电池板是光伏发电系统的核心组件，其性能直接影响系统的发电效率。在选择时，需要考虑电池板的转换效率、耐候性、使用寿命以及成本等因素。

布局：电池板的布局应充分考虑日照条件、阴影遮挡、风速风向等因素，以确保电池板能够充分接收阳光并减少能量损失。

逆变器的选型

功能：逆变器是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电的关键设备。在选型时，需要考虑逆变器的转换效率、输出功率、保护功能以及稳定性等因素。

类型：逆变器有集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器等多种类型，应根据系统的具体需求和规模进行选择。

储能系统的配置

作用：储能系统（如蓄电池）在光伏发电系统中起到平衡供需、提高供电可靠性和稳定性的作用。

配置：储能系统的配置应根据系统的容量、负荷需求、日照条件以及经济成本等因素进行综合考虑。

系统的整体优化

目标：光伏发电系统的整体优化旨在提高系统的发电效率、降低运维成本并延长使用寿命。

措施：包括采用高效组件、优化系统布局、加强运维管理等措施。此外，还可以通过智能监控和数据分析等手段，实现系统的远程监控和故障预警，提高系统的可靠性和稳定性。

以下是一些光伏发电系统设计的详细图示（部分）：

（由于篇幅限制，仅展示了部分图示，实际设计中可能包含更多细节和步骤。）

综上所述，光伏发电系统的工作原理及设计基础知识涉及多个方面，需要综合考虑多种因素以确保系统的性能、可靠性和经济性。通过科学合理的设计和优化，可以充分发挥光伏发电系统的优势，为可持续发展和能源转型做出贡献。

德维创（DEWETRON）多功能功率分析仪--光伏&储能测试解决方案

德维创（DEWETRON）多功能功率分析仪--光伏&储能测试解决方案

德维创（DEWETRON）多功能功率分析仪在光伏和储能测试领域提供了全面的解决方案，能够满足从户用光伏到智能微网、光伏组件测试、储能电池测试、检测认证实验室以及光伏并网测试等多种应用场景的需求。

一、应用场景

户用光伏智能微网光伏组件测试储能电池测试检测认证实验室光伏并网测试

二、实验类型

德维创多功能功率分析仪支持多种实验类型，包括但不限于：

充放电测试并网/离网切换测试效率测试过载能力测试电能质量测试功率控制测试电网适应性测试低电压穿越测试高电压穿越测试防孤岛保护性能测试保护功能测试通讯测试

三、测试解决方案及参数

以下以共PV母线光伏储能示意图为例，介绍德维创的测试解决方案、测试参数以及优势：

测点1：PV组件

测试参数：可按照IEC60904标准对PV的直流输出Vdc和Idc进行测试，获得光伏组件的电流和电压特性，并基于原始电流电压值计算得出功率P、电量W。此外，还可以测试光照强度、温度等参数。测试优势：德维创的多功能功率分析仪可以测试除电压、电流外的多种模拟信号，因此连接光照传感器并使用太阳模拟器，可对光伏组件的光谱响应、等效温度等特性进行测试。

测点2：DC/AC逆变器

测试参数：逆变器为光伏发电系统中较为重要的核心部件，DEWETRON的OXYGEN电力分析软件可以同时测试多组&多相电力系统，并以0.04%的计算精度得到原始波形曲线（高达10MHz的原始波形）、电流/电压有效值RMS、有功功率P、无功功率Q、视在功率S、功率因数PF、谐波/间谐波、电能W、效率η、闪变、正序、负序、零序分量、三相不平衡、频率F、电压瞬变上升/下降时间等参数。测试类型：包括基本性能测试（如直流输入电压范围和过压测试、电网电压响应测试等）、故障模拟测试（如母线软起动失败测试、输出缺相保护测试等）以及可靠性测试（如PV电压跳变测试、电网电压跳变测试等）。

测点3：储能测试

测试参数：对于储能及蓄电池系统测试，DEWETRON多功能分析仪可以测试电池的充放电特性、充放电量、充放电状态等不同参数，以及电压/电流、功率P、电能W（存储电能W+，释放电能W-）、直流纹波、充/放电时长、充/放电效率等。测试优势：通过数字IO接口，可以测试断路器、继电器等开关系统的通断状态，并可以通过MODBUS/TCP及CAN协议，读取并存储EMS等设备的测试统计及控制参数。

四、德维创多功能功率分析仪优势

配置灵活，支持多种测试类型：测试通道数量灵活，可实现单机箱4电压/4电流至32电压/32电流配置方案；可同步测试转速、转矩、温度、噪声、振动等信号，并在软件内进行相应的分析；支持USB摄像头和高速摄像机，可以保存记录整个测试过程；多种机型，适用于分布式测试、外场便携实验、台架集成测试。强大的电力测试板卡：高达2000V的电压直接输入，读数精度0.03%，无量程误差；支持各种类型电流传感器采集及供电；采样率高达10MHz/通道，且所有通道可同时使用最大采样率采集存储。功能强大的OXYGEN测试分析软件：基于windows的软件，简单易操作；在线/离线电力组计算，用于光伏和储能测试的计算参数类型齐全；支持高达10MHz的原始波形数据连续存储；强大的数据后处理，可基于原始数据进行统计、滤波、公式等在线和离线运算；测试数据批量处理/批量导出，便于数据分析和报告生成。支持多种通讯方式：支持SCPI/DATASTREAM/XCP/UDP/CAN/EtherCAT等多种数据交互方式；通过MODbus/TCP协议读取EMS数据和状态；支持RS232/RS485/RS422等串口数据自定义开发解析。

五、测试界面展示

图1. 灵活的显示界面（自定义）图2. 多种电力测试接线方式图3. 多种波形数据标记用于实验报告

德维创多功能功率分析仪以其灵活的配置、强大的电力测试板卡、功能全面的测试分析软件以及多种通讯方式，为光伏和储能测试领域提供了高效、准确的解决方案。

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