光伏并网逆变器的设计



光伏逆变器的电路结构、原理及故障处理！

光伏逆变器的电路结构、原理及故障处理一、光伏逆变器的电路结构

光伏逆变器的电路结构主要由以下几部分组成：

输入电路：为主逆变电路提供可确保其正常工作的直流工作电压。主逆变电路：是逆变装置的核心，通过电力电子开关的导通与关断，完成逆变的功能。主逆变电路分为隔离式和非隔离式两种。输出电路：对主逆变电路输出的交流电波形、频率、电压、电流的幅值和相位等进行修正、补偿和调理，以确保输出电能的稳定性和质量。控制电路：为主逆变电路提供一系列的控制脉冲，以控制逆变开关器件的导通与关断，从而配合主逆变电路完成逆变功能。辅助电路：将输入电压变换成适合控制电路工作的直流电压，并包含各自的检测电路，用于监测和反馈系统状态。保护电路：主要包括输入过欠压保护、输出过欠压保护、过流保护、短路保护、孤岛保护等，以确保逆变器在异常情况下能够安全停机，保护设备和人身安全。二、光伏逆变器的工作原理

光伏逆变器的工作原理是将直流电（DC）转换为交流电（AC）。这一过程主要通过半导体功率开关器件（如IGBT、MOSFET等）在控制电路的作用下以高速开关（通常为1/100s的速度）来实现。当开关器件导通时，直流电源向负载供电；当开关器件关断时，直流电源被切断。通过控制开关器件的导通与关断时间，可以产生所需的交流电波形。

以三相并网型逆变器为例，其电路原理通常涉及DC-DC-AC的变换过程。首先，直流电经过DC-DC变换器升压到合适的电压等级；然后，经过主逆变电路转换为交流电；最后，通过滤波器和输出电路对交流电进行修正和调理，以满足并网要求。同时，微处理器电路负责实时监测电压、相位等参数，并进行电流相位反馈控制和光伏方阵最大功率跟踪等操作，以确保逆变器输出的交流电能够稳定、可靠地并网。

三、光伏逆变器的故障处理

光伏逆变器在运行过程中可能会遇到各种故障，以下是一些常见故障及其处理方法：

绝缘阻抗低：

使用排除法，将逆变器输入侧的组串全部拔下，然后逐一接上，利用逆变器开机检测绝缘阻抗的功能，检测问题组串。

找到问题组串后，重点检查直流接头是否有水浸短接支架或烧熔短接支架，以及组件本身是否在边缘地方有黑斑烧毁导致组件通过边框漏电到地网。

母线电压低：

如果出现在早/晚时段，则为正常现象，因为逆变器在尝试极限发电条件。

如果出现在正常白天，则使用排除法进行检测，方法与处理绝缘阻抗低类似。

漏电流故障：

根本原因是安装质量问题，如选择错误的安装地点、使用低质量的设备等。

故障点可能包括低质量的直流接头、组件、并网设备等。

可以通过洒粉找出点并做好绝缘工作解决问题；如果是材料本身问题，则只能更换材料。

直流过压保护：

随着组件功率等级和开路电压的上升，设计阶段必须考虑温度系数问题，避免低温情况出现过压导致设备硬损坏。

可以调整逆变器的过压保护阈值或优化组件的选型来解决问题。

逆变器开机无响应：

确保直流输入线路没有接反，特别是压线端子没有防呆效果时，需要仔细阅读逆变器说明书并确保正负极后再压接。

逆变器内置反接短路保护，在恢复正常接线后应能正常启动。

电网故障：

包括电网过压、欠压、过/欠频、无电压、缺相等问题。

解决方法包括找供电局协调电压、正确选择并网并严抓电站建设质量、检查并网线路和缺相电路等。

展示

以上内容涵盖了光伏逆变器的电路结构、工作原理以及常见故障处理方法，希望对解决您的问题有所帮助。

光伏并网逆变器光伏逆变器的工作原理 光伏逆变器的安装注意事项

光伏逆变器的工作原理：

逆变器通过将直流电转化为交流电，解决了光伏系统因负载直流电压不同而难以标准化和兼容的问题。具体工作原理如下：

直流升压：对于直流电压较低的情况，逆变器设计了升压电路，如推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路，以提高输出电压。推挽电路：利用变压器漏感限制短路电流，提高可靠性，但变压器利用率较低。全桥逆变电路：克服了推挽电路的缺点，但电路结构相对复杂，能实现更高效的直流到交流的转换。

光伏逆变器的安装注意事项：

检查逆变器：在安装前，检查逆变器在运输过程中是否有损坏。场地选择：选择安装场地时，应避免周围电力电子设备的干扰，确保逆变器能正常工作。电气连接安全：在电气连接前，必须使用不透光材料遮挡光伏电池板或断开直流侧断路器，以防暴露于阳光产生危险电压。专业人员操作：所有安装操作需由专业技术人员完成，确保安装质量和安全。线缆规格与连接：光伏系统中使用的线缆必须连接牢固、绝缘良好且规格合适，符合电气安全标准。并网许可：并网前，须得到当地电力部门许可，并由专业技术人员完成电气连接。维修安全：在进行维修前，应先断开电气连接，等待至少五分钟待内部元件放电后再进行，确保维修人员安全。静电防护：避免不必要的电路板接触，遵守静电防护规范，佩戴防静电手环。警告标识：注意并遵守产品上的警告标识，确保操作安全。初步检查：操作前进行初步目视检查设备，确认无损坏或危险状态。热表面注意：逆变器断电后一段时间内，热表面仍保持较高温度，需注意防止烫伤。

我打算建一个5千瓦并网分布式光伏发电系统怎么设计配置？都需要哪些设备部件，型号？怎么组合接线？

设计一个5千瓦并网分布式光伏发电系统，其设计配置、所需设备部件、型号以及组合接线方式如下：

一、设计配置

组件选择：采用250瓦的光伏组件20块，总功率为5千瓦。

逆变器选择：选用一台5千瓦的逆变器，其MPPT范围为280440伏，直流输入路线为2路。

并网柜配置：配置一台并网柜，内含32A的断路器、计量表以及监控模块，用于安全并网、电量计量和系统监控。

二、所需设备部件及型号

光伏组件：250瓦光伏组件，具体型号需根据市场供应和性价比进行选择，建议选用知名品牌以保证质量和寿命。

逆变器：5千瓦逆变器，型号同样需根据市场供应和性能参数进行选择，确保MPPT范围、直流输入路线等参数符合要求。

并网柜：含32A断路器、计量表和监控模块的并网柜，型号需与逆变器和其他系统设备兼容。

三、组合接线方式

组串接线：将20块光伏组件分为2串，每串10块组件。这样每串的功率为2.5千瓦，两串并联后总功率为5千瓦。

直流输入：将两串光伏组件分别接入逆变器的两个直流输入路线。确保接线牢固、可靠，并符合电气安全规范。

并网连接：逆变器输出端与并网柜相连，通过并网柜实现与电网的安全并网。并网柜内的断路器用于保护电路安全，计量表用于记录发电量，监控模块用于实时监测系统运行状态。

注意：以上设计配置仅供参考，具体实施过程中还需考虑当地气候、光照条件、安装位置、电网要求等因素。同时，为确保系统安全、高效运行，建议由专业团队进行设计和安装。

并网逆变器多组串逆变

并网逆变器多组串逆变是一种创新的并网逆变技术，它结合了集中逆变和组串逆变的优点，旨在提高大型光伏发电站的效率。具体来说：

结构特点：

多组串逆变器包含多个独立的功率峰值跟踪和直流到直流转换器。每个转换器各自处理一组光伏组件的直流电，再通过一个统一的交流逆变器转换成可并网的交流电。

灵活性与适应性：

高灵活性：能够处理不同额定功率的光伏组串，包括不同组件数、制造商差异，甚至不同尺寸和技术的组件。强适应性：能适应不同方位的组串，以及不同倾角和遮挡情况，使各种复杂条件下的光伏系统都能在单个逆变器上高效运作。

效率提升：

减少直流电缆长度：多组串逆变器设计显著降低了直流电缆的长度，从而减少了电缆损耗和遮挡效应。优化组串连接：通过优化组串间的连接，最大限度地降低了因组件差异和遮挡引起的效率损失。提高整体效能：上述设计使得整个光伏系统的整体效能得到提升，对于大型光伏电站来说，是一种高效且经济的解决方案。

华为光伏逆变器：组串逆变器是怎么样的？

华为的组串式逆变器采用了模块化设计，这意味着每个光伏串都有一个对应的逆变器，这使得直流端具有了最大功率跟踪功能。交流端则是并联并网，这种设计的优点在于它不受组串间模块差异和阴影遮挡的影响，同时还能减少光伏电池组件的最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而最大限度地增加发电量。

华为组串式逆变器的MPPT电压范围较宽，一般在250-800V之间，这使得组件配置更加灵活。即使是在阴雨天或雾气多的地区，也能延长发电时间，提高发电效率。

此外，华为组串式并网逆变器的体积小巧，重量轻便，因此搬运和安装都非常便捷。不需要专业工具和设备，也不需要专门的配电室，这在各种应用中都能够简化施工过程，减少占地面积。

这种逆变器采用了直流线路连接的方式，不需要直流汇流箱和直流配电柜等额外设备，进一步简化了系统结构。

华为组串式逆变器还具有低自耗电、故障影响小、更换维护方便等优势，使得整个系统的运行更加高效、稳定。

综上所述，华为的组串式逆变器在设计上充分考虑了实际应用中的各种需求，不仅提高了发电效率，还极大地简化了安装和维护过程。

光伏发电站的逆变器怎么设置

太阳能光伏发电并网系统中的并网逆变器设置方式分为：集中式、主从式、分布式和组串式。

1、集中式

集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵，在电气设计时，采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。

对于大型并网光伏系统，如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同，通常采用大型的集中式三相逆变器。

该方式的主要优点是：整体结构中使用光伏并网逆变器较少，安装施工较简单；使用的集中式逆变器功率大，效率较高，通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右，对于9.3MWp光伏发达系统而言，因为使用的逆变器台数较少，初始成本比较低；并网接入点较少，输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障，将造成大面积的太阳能光伏发电系统停用。

集中逆变一般用于大型光伏发电站（>10kW）的系统中，很多并行的光伏电池组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。

最大特点是系统的功率高，成本低。但受光伏电池组串匹配和部分遮影的影响，导致整个光伏系统的效率不高。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏电池单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。

在SolarMax(索瑞·麦克)集中逆变器上，可以附加一个光伏电池阵列的接口箱，对每一串的光伏电池组串进行监控，如其中有一组光伏电池组串工作不正常，系统将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串光伏电池停止工作，从而不会因为一串光伏电池串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。

2、主从式

对于大型的光伏发电系统可采用主从结构，主从结构其实也是集中式的一种，该结构的主要特点是采用2～3个集中式逆变器，总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候，只有一个逆变器工作，以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率；在太阳辐射升高，太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时，另一台逆变器自动投入运行。

为了保证逆变器的运行时间均等，主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。主从式并网发电原理如图2所示。主从结构的初始成本会比较高，但可提高光伏发电系统逆变器运行时的效率，对于大型的光伏系统，效率的提高能够产生较大的经济效益。

3、分布式

分布式并网发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵，在电气设计时，可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电，大型的分布式系统主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。

分布式系统将相同朝向，倾角以及无阴影的光伏电池组件串成一串，由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵，安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒，降低成本；还可以对并网光伏发电系统进行分片的维修，减少维修时的发电损失。

分布式并网发电的主要缺点是：对于大中型的上百千瓦甚至兆瓦级的光伏发电系统，需要使用多台并网逆变器，初始的逆变器成本可能会比较高；因为使用的逆变器台数较多，逆变器的交流侧和公用电网的接入点也较多，需要在光伏发电系统的交流侧将逆变器的输出并行连接，对电网质量有一定影响。

4、组串式

光伏并网组串逆变器是将每个光伏电池组件与一个逆变器相连，同时每个光伏电池组件有一个单独的最大功率峰值跟踪，这样光伏电池组件与逆变器的配合更好。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器，组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（1kW～5kW）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏阀电厂使用组串逆变器，优点是不受光伏电池组串间差异和遮影的影响。

在组串间引入“主-从”概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏电池组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。

多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中，包含了不同的单独功率峰值跟踪DC/DC变换器，DC/DC变换器的输出通过一个普通的逆变器转换成交流电与电网并联。由于是在交流处并联，这就增加了交流侧的连线的复杂性，维护困难。

另需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流开关进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器（高频或低频），或允许使用无变压器式的逆变器。

光伏组串的不同额定值（如：不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等）、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串（如：东、南和西）、不同的倾角或遮影，都可以被连在一个共同的逆变器上，同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时，直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。

光伏并网逆变器工作原理

逆变器的核心功能是将直流电转换为交流电，这是光伏系统中不可或缺的部分。在光伏系统中，逆变器的工作原理依据直流电压的高低而有所不同。对于直流电压较高的情况，逆变器可以直接输出标准交流电压和频率，无需通过变压器升压。而对于电压较低的情况，比如12V或24V，逆变器则需要设计升压电路来提高电压。

在中、小容量逆变器的设计中，主要采用三种电路结构：推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路。其中，推挽逆变电路是最常见的类型之一，它通过将升压变压器的中性插头连接到正电源，并让两只功率管交替工作来实现交流电力的输出。由于功率晶体管共地边接，这种设计使得驱动及控制电路相对简单，并且变压器的漏感能够有效限制短路电流，提高了电路的可靠性。然而，这种电路的变压器利用率较低，对感性负载的驱动能力也相对较弱。

全桥逆变电路则克服了推挽逆变电路的部分缺点。通过调节输出脉冲宽度来改变输出交流电压的有效值，全桥逆变电路能够适应不同的负载需求。这种电路还具有续流回路，即使面对感性负载，也能保证输出电压波形的稳定。然而，全桥逆变电路的设计相对复杂，因为上、下桥臂的功率晶体管不共地，这要求必须采用专门的驱动电路或隔离电源。为防止上、下桥臂同时导通，必须设计先关断后导通的电路，即设置死区时间，从而增加了电路的复杂性。

并网逆变器组串逆变

并网逆变器组串逆变是一种高效、灵活且可靠的光伏发电技术。以下是关于并网逆变器组串逆变的详细解答：

设计基础：

组串逆变器基于模块化设计，每个光伏阵列独立连接一个逆变器。

最大功率峰值跟踪：

在直流端，组串逆变器实现了最大功率峰值跟踪，能够实时调整工作点，确保光伏阵列始终工作在最佳状态，从而提高发电效率。

并联并网：

在交流端，组串逆变器并联并网，将直流电能转换为交流电能，并安全、高效地并入电网。

优势：

提高发电量：组串逆变器不受光伏模块间性能差异和遮挡影响，能够避免发电效率因最佳工作点不匹配而降低的情况。降低成本：技术进步降低了系统成本，提升了系统的经济性和竞争力。提升稳定性：组串逆变器引入了“主从”模式，即使部分光伏组串无法单独供电，也能确保至少有一部分能正常工作，增加了电力产出和系统的稳定性。

最新进展：

通过多个逆变器形成一个协同工作的“团队”，进一步提高了系统的整体性能和稳定性。

市场地位：

目前，无变压器式的组串逆变器已经占据了市场主导地位，其高效、灵活和可靠的特性使其在光伏系统中扮演了关键角色。

综上所述，并网逆变器组串逆变技术以其独特的设计和性能优势，在现代光伏市场中占据了重要地位，为光伏发电的高效、稳定和可靠提供了有力保障。

光伏并网逆变器的工作原理

逆变器是将直流电转化为交流电的关键设备。在较低直流电压的情况下，如12V或24V，为了达到标准的220V交流电压，必须设计升压电路。这可以通过推挽逆变电路、全桥逆变电路或高频升压逆变电路实现。其中，推挽逆变电路因其结构简单、可靠性高而被广泛应用。它通过将升压变压器的中性插头接于正电源，并让两只功率管交替工作来输出交流电力。由于功率晶体管共地边接，使得驱动及控制电路变得简单。此外，变压器的漏感能有效限制短路电流，提高电路的稳定性。不过，这种电路的缺点是变压器利用率较低，并且对感性负载的带动能力较差。

全桥逆变电路克服了推挽逆变电路的一些缺点。它通过调节功率晶体管输出脉冲宽度，来改变输出交流电压的有效值。由于该电路具备续流回路，即使面对感性负载，也能保持输出电压波形的稳定，不会出现畸变。然而，全桥逆变电路的上、下桥臂功率晶体管不共地，这需要专门的驱动电路或隔离电源。此外，为防止上、下桥臂同时导通，必须设计先关断后导通的电路，即必须设置死区时间，这使得电路结构较为复杂。

在中、小容量的逆变器中，根据直流电压的高低选择不同的逆变电路类型是必要的。推挽逆变电路适用于较低的直流电压，能够有效简化驱动及控制电路，并提高电路的可靠性。全桥逆变电路则适用于较高直流电压的情况，它克服了推挽逆变电路的一些缺点，但在结构复杂度和成本方面有所增加。选择合适的逆变电路，对于提高逆变器的性能和效率至关重要。

无论是推挽逆变电路还是全桥逆变电路，都需要根据具体的应用场景和需求来选择。在实际应用中，设计师需要综合考虑各种因素，如电路的复杂度、成本、可靠性以及负载特性等，以确保逆变器能够满足预期的性能要求。

通过合理选择和优化逆变电路的设计，可以显著提高光伏并网逆变器的性能，从而更好地服务于电网和各种用电设备。随着技术的进步，逆变器的设计和制造也将更加智能化和高效化，为用户提供更加可靠和高效的电力解决方案。

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