光伏逆變器詳細(xì)介紹

1、光伏逆變器詳細(xì)介紹光伏逆變器詳細(xì)介紹第1頁(yè)光伏逆變器產(chǎn)品發(fā)展歷程： SMA是全球最早生產(chǎn)光伏逆變器生產(chǎn)企業(yè)，占全球市場(chǎng)33%左右市場(chǎng)份額，為全球光伏逆變器領(lǐng)軍企業(yè)，其產(chǎn)品發(fā)展歷程含有一定代表性。SMA企業(yè)光伏逆變器產(chǎn)品發(fā)展情況 我國(guó)外技術(shù)對(duì)比分析： 當(dāng)前我國(guó)在小功率逆變器上與國(guó)際處于同一水平，在大功率并網(wǎng)逆變器上，合肥陽(yáng)光電源大功率逆變器年已經(jīng)批量向我國(guó)、國(guó)際供貨。該企業(yè)250KW、500KW等大功率產(chǎn)品都取得了國(guó)際、我國(guó)認(rèn)證，個(gè)別技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)超出國(guó)外產(chǎn)品水平，并在我國(guó)西部荒漠、世博會(huì)、奧運(yùn)場(chǎng)館等重點(diǎn)項(xiàng)目上運(yùn)行，效果良好。光伏逆變器詳細(xì)介紹第2頁(yè)光伏逆變器供給企業(yè) 我國(guó)逆變器主要生產(chǎn)企業(yè)光伏逆

2、變器詳細(xì)介紹第3頁(yè)光伏逆變器分類：光伏逆變器按宏觀可分為：1.普通型逆變器2.逆變/控制一體機(jī)3.郵電通信專用逆變器4.航天、軍隊(duì)專用逆變器光伏逆變器詳細(xì)介紹第4頁(yè)按逆變器輸出交流電能頻率分： （1）工頻逆變器 工頻逆變器頻率為逆變器 （2）中頻逆器 中頻逆變器頻率普通為到十幾 （3）高頻逆變器 高頻逆變器頻率普通為十幾K到。光伏逆變器詳細(xì)介紹第5頁(yè)按逆變器輸出相數(shù)分可分為： （1）單相逆變器 （2）三相逆變器 （3）多相逆變器按照逆變器輸出電能去向分可分為： （1）有源逆變器 （2）無(wú)源逆變器按逆變器主電路形式分可分為： （1）單端式逆變器 （2）推挽式逆變器 （3）半橋式逆變器 （4）全橋

3、式逆變器光伏逆變器詳細(xì)介紹第6頁(yè)按逆變器主開關(guān)器件類型分可分為：（1）晶閘管逆變器（2）晶體管逆變器（3）場(chǎng)效應(yīng)逆變器（4）絕緣柵雙極晶體管（IGBT）逆變器按直流電源分可分為:（1）電壓源型逆變器（VSI）（2）電流源型逆變器（CSI）按逆變器控制方式分可分為：（1）調(diào)頻式（PFM）逆變器（2）調(diào)脈寬式（PWM）逆變器按逆變器開關(guān)電路工作方式分可分為：（1）諧振式逆變器（2）定頻硬開關(guān)式逆變器（3）定頻軟開關(guān)式逆變器光伏逆變器詳細(xì)介紹第7頁(yè)按逆變器輸出電壓或電流波形分可分為：（1）方波逆變器 方波逆變器輸出電壓波形為方波，這類逆變器所使用逆變電路也不完全相同 ，但共同特點(diǎn)是線路比較簡(jiǎn)單，使用

4、功率開關(guān)數(shù)量 極少。設(shè)計(jì)功率普通在百瓦至千瓦之間。 方波逆變器優(yōu)點(diǎn)是：線路簡(jiǎn)單，維修方便，價(jià)格廉價(jià)。 缺點(diǎn)是方波電壓中含有大量高次諧波，在帶有鐵心電感或變壓器負(fù)載用電器中將產(chǎn)生附加損耗，對(duì)收音機(jī) 和一些通訊設(shè)備有干擾。另外，這類逆變器還有調(diào)壓范圍不夠?qū)?，保護(hù)功效不夠完善，噪聲比較大等缺點(diǎn)。（2）階梯波逆變器 這類逆變器輸出電壓波形為階梯波。逆變器實(shí)現(xiàn)階梯波輸出也有各種不一樣線路。輸出波形階梯數(shù)目差異很大。 階梯波逆變器優(yōu)點(diǎn)是 ：輸出波形比喻波有顯著改進(jìn) ，高次諧波含量降低，當(dāng)階梯到達(dá)17個(gè)以上時(shí)輸出波形可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)正弦波，當(dāng)采取無(wú)變壓器輸出時(shí)整機(jī)效率很高。 缺點(diǎn)是階梯波疊加線路使用功率開關(guān)較多，其

5、中還有些線路形式還要求有多組直流電源輸入。這給太陽(yáng)能電池方陣分組 與 接線和蓄電池均衡充電均帶來(lái)麻煩 。另外階梯波電壓對(duì)收音機(jī)和一些通訊設(shè)備仍有一些高頻干擾。光伏逆變器詳細(xì)介紹第8頁(yè)（3）正弦波逆變器 正弦波逆變器輸出電壓波形為正弦波 正弦波逆變器優(yōu)點(diǎn)是：輸出波形好，失真度很低，對(duì)收音機(jī)及通訊設(shè)備 干擾小，噪聲低。另外，保護(hù)功效齊全，整機(jī)效率高。 缺點(diǎn)是：線路相對(duì)復(fù)雜，對(duì)維修技術(shù)要求高 ，價(jià)格昂貴。 按隔離方式光伏逆變器可分為：（1）獨(dú)立光伏系統(tǒng)逆變器 獨(dú)立逆變器包含邊遠(yuǎn)地域村莊供電系統(tǒng)，太陽(yáng)能戶用電源系統(tǒng)，通信信號(hào)電源，陰極保護(hù)，太陽(yáng)能路燈等帶有蓄電池獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)。光伏逆變器詳細(xì)介紹第9頁(yè)（

6、2）并網(wǎng)光伏系統(tǒng)逆變器并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力光伏發(fā)電系統(tǒng)。經(jīng)過光伏組件將接收來(lái)太陽(yáng)輻射能量經(jīng)過高頻直流轉(zhuǎn)換后變成高壓直流電，經(jīng)過逆變器逆變后轉(zhuǎn)換后向電網(wǎng)輸出與電網(wǎng)電壓同頻、同相正弦交流電流。逆變器特點(diǎn)： 逆變器主要特點(diǎn)包含：光伏逆變器詳細(xì)介紹第10頁(yè)（1）要求含有較高效率 因?yàn)楫?dāng)前太陽(yáng)能電池價(jià)格偏高，為了最大程度利用太陽(yáng)能電池，提升系統(tǒng)效率，必須設(shè)法提升逆變器效率。（2）要求含有較高可靠性 當(dāng)前光伏電站系統(tǒng)主要用于邊遠(yuǎn)地域，許多電站無(wú)人值守和維護(hù)，這就要求逆變器有合理電路結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格元器件篩選，并要求逆變器具備各種保護(hù)功效，如 ：輸入直流極性接反保護(hù)、交流輸出短路保護(hù)、過熱、過

7、載保護(hù)等。（3）要求輸入電壓有較寬適應(yīng)范圍 因?yàn)樘?yáng)能電池端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度改變而改變。尤其是當(dāng)蓄電池老化時(shí)其端電壓改變范圍很大，如12V蓄電池，其端電壓可能在10V16V之間改變，這就要求逆變器在較大直流輸入電壓范圍內(nèi)確保正常工作。 光伏逆變器詳細(xì)介紹第11頁(yè)光伏逆變器工作原理： 逆變裝置關(guān)鍵，是逆變開關(guān)電路，簡(jiǎn)稱為逆變電路。該電路經(jīng)過電力電子開關(guān)導(dǎo)通與關(guān)斷，來(lái)完成逆變功效。逆變器簡(jiǎn)單原理圖 光伏逆變器詳細(xì)介紹第12頁(yè) 幾個(gè)逆變技術(shù)分析 1.低頻步驟逆變技術(shù) 此技術(shù)能夠分為：方波逆變、階梯合成逆變、脈寬調(diào)制逆變?nèi)N，但這三種逆變器共同點(diǎn)都是用來(lái)實(shí)現(xiàn)電器隔離和調(diào)整變壓比變壓器工作頻率等于輸

8、出電壓頻率，所以稱為低頻步驟逆變器，該電路結(jié)構(gòu)由工頻或高頻逆變器、工頻變壓器以及輸入、輸出濾波器組成，如圖1 所表示，含有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練、單級(jí)功率變換、變換效率高等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也有變壓器體積和重量大、音頻噪音大等缺點(diǎn)。圖1 低頻步驟逆變?cè)韴D光伏逆變器詳細(xì)介紹第13頁(yè) 2.高頻步驟逆變技術(shù) 高頻步驟逆變電路如圖2 所表示，就是利用高頻變壓器替換低頻變壓器進(jìn)行能量傳輸、并實(shí)現(xiàn)變流裝置一、二次側(cè)電源之間電器隔離，從而減小了變壓器體積和重量，降低了音頻噪音，另外逆變器還含有變換效率高、輸出電壓紋波小等優(yōu)點(diǎn)。這類技術(shù)中也有不用變壓器隔離，在逆變器前面直接用一級(jí)高頻升壓步驟，這級(jí)高頻步驟能夠提升逆變側(cè)直流

9、電壓，使得逆變器輸出與電網(wǎng)電壓相當(dāng)，不過這么方式?jīng)]有實(shí)現(xiàn)輸入輸出隔離，比較危險(xiǎn)，相比這兩種技術(shù)來(lái)講，高頻步驟逆變器比低頻逆變器技術(shù)難度高、造價(jià)高、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜。 圖2 高頻步驟逆變?cè)韴D光伏逆變器詳細(xì)介紹第14頁(yè) 單相逆變電路拓?fù)浣榻B： 實(shí)現(xiàn)逆變有很各種經(jīng)典電路拓?fù)?，主要有推挽逆變拓?fù)?、半橋逆變拓?fù)?、全橋逆變拓?fù)淙N，下文將對(duì)這三種拓?fù)溥M(jìn)行介紹。推挽逆變拓?fù)洌?圖3 所表示推挽電路只用兩個(gè)開關(guān)元器件，比全橋電路少用了二分之一開關(guān)器件，能夠提升能量利用率，另外驅(qū)動(dòng)電路含有公共地，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，適用原邊電壓比較低場(chǎng)所，但因?yàn)楸旧黼娐方Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推挽電路拓?fù)錈o(wú)法輸出正弦電壓波形，只能輸出方波電壓波形，適合

10、用于1KW 以下方波電壓方案。圖 3 推挽逆變?cè)韴D光伏逆變器詳細(xì)介紹第15頁(yè) 半橋逆變拓?fù)洌?圖4 所表示半橋逆變電路，其功率開關(guān)元器件也比較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 但主電路交流輸出電壓幅值僅為ui/2，在同等容量下，其功率開關(guān)額 定電流為全橋逆變電路中功率元器件額定電流2 倍，因?yàn)榉謮弘娙葑饔?，該電路還含有較強(qiáng)抗電壓輸出不平衡能力。 圖 4 半橋逆變?cè)韴D光伏逆變器詳細(xì)介紹第16頁(yè) 全橋逆變拓?fù)洌?圖5 所表示全橋逆變電路，使用了4個(gè)開關(guān)元器件，開關(guān)端電壓為Ui，在相同直流輸入電壓下，其最大輸出電壓是半橋逆變電路兩倍。這就意味著在輸出相同功率情況下，全橋逆變器輸出電流和經(jīng)過開關(guān)元器件電流均為半橋逆

11、變電路二分之一，但驅(qū)動(dòng)電路相比于前面兩種來(lái)得復(fù)雜。圖 5 全橋逆變電路光伏逆變器詳細(xì)介紹第17頁(yè) 并網(wǎng)逆變器電路結(jié)構(gòu)： 上圖 為并逆變器內(nèi)部功效模塊框圖。光伏輸入在逆變器直流側(cè)匯總，升壓電路將輸入直流電壓提升到逆變器所需值。MPP 跟蹤器確保光伏陣列產(chǎn)生直流電能能最大程度地被逆變器所使用。IGBT 全橋電路將直流電轉(zhuǎn)換成交流電壓和電流。保護(hù)功效電路在逆變器運(yùn)行過程中監(jiān)測(cè)運(yùn)行情況，在非正常工作條件下可觸發(fā)內(nèi)部繼電器從而保護(hù)逆變器內(nèi)部元器件免受損壞。光伏逆變器詳細(xì)介紹第18頁(yè) 逆變器控制方案： 逆變器控制方法主要有采取經(jīng)典控制理論控制策略和采取當(dāng)代控制理論控制策略兩種。（1）經(jīng)典控制理論控制策略

12、1、電壓均值反饋控制 他是給定一個(gè)電壓均值，反饋采樣輸出電壓均值，二者相減得到一個(gè)誤差，對(duì)誤差進(jìn)行PI調(diào)整，去控制輸出。他是一個(gè)恒值調(diào)整系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是輸出能夠到達(dá)無(wú)凈差，缺點(diǎn)是快速性不好。 2、電壓?jiǎn)伍]環(huán)瞬時(shí)值反饋控制 電壓?jiǎn)伍]環(huán)瞬時(shí)值反饋控制采取電壓瞬時(shí)值給定，輸出電壓瞬時(shí)值反饋，對(duì)誤差進(jìn)行PI調(diào)整，去輸出控制。他是一個(gè)隨動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，因?yàn)榉e分步驟存在相位滯后，系統(tǒng)不可能到達(dá)無(wú)凈差，所以這種控制方法穩(wěn)態(tài)誤差比較大，但快速性比很好。 3、電壓?jiǎn)伍]環(huán)瞬時(shí)值和電壓均值相結(jié)合控制方法 因?yàn)殡妷核矔r(shí)值單閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差比較大，而電壓均值反饋誤差比較小，能夠再PI控制基礎(chǔ)上再增設(shè)一個(gè)均值電壓反饋，以提升

13、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差。 光伏逆變器詳細(xì)介紹第19頁(yè)4、電壓電流雙閉環(huán)瞬時(shí)控制 電壓?jiǎn)伍]環(huán)控制在抵抗負(fù)載擾動(dòng)方面缺點(diǎn)與直流電機(jī)轉(zhuǎn)速單閉環(huán)控制比較類似，詳細(xì)表現(xiàn)在只有當(dāng)負(fù)載（電流、轉(zhuǎn)矩）擾動(dòng)影響最終在系統(tǒng)輸出端（電壓、轉(zhuǎn)速）表現(xiàn)出來(lái)后，控制器才開始有反應(yīng)，基于這一點(diǎn)，能夠再電壓外環(huán)基礎(chǔ)上加一個(gè)電流內(nèi)環(huán)，利用電流內(nèi)環(huán)快速，及時(shí)抗擾性來(lái)抑制負(fù)載波動(dòng)影響，同時(shí)因?yàn)殡娏鲀?nèi)環(huán)對(duì)被控對(duì)象改造作用，使得電壓外環(huán)調(diào)整能夠大大簡(jiǎn)化。 （2）當(dāng)代控制理論控制策略： 1、多變量狀態(tài)反饋控制 多變量狀態(tài)反饋控制優(yōu)點(diǎn)在于能夠大大改進(jìn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)，因?yàn)樗軌蛉我馀渲孟到y(tǒng)極點(diǎn)，不過建立逆變器狀態(tài)模型時(shí)極難將負(fù)載動(dòng)態(tài)特征考慮在內(nèi)，所以，

14、狀態(tài)反饋只能針對(duì)空載或假定負(fù)載進(jìn)行，對(duì)此應(yīng)采取負(fù)載電流前饋賠償，預(yù)先進(jìn)行魯棒性分析，才能使系統(tǒng)有好穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。 2、無(wú)差拍控制 無(wú)差拍控制基礎(chǔ)思想是將給定正弦參考波形等間隔劃分成若干個(gè)周期，依據(jù)每個(gè)采樣周期起始值采取預(yù)測(cè)算法計(jì)算出在采樣結(jié)束時(shí)光伏逆變器詳細(xì)介紹第20頁(yè) 負(fù)載應(yīng)輸出值，經(jīng)過合理計(jì)算這個(gè)值大小使系統(tǒng)輸出在采樣周期結(jié)束時(shí)與參考波形完全重合，沒有任何相位和幅值偏差。3、滑模變結(jié)構(gòu)控制 滑模變結(jié)構(gòu)控制是一個(gè)非線性控制方法。他基礎(chǔ)思想是利用某種不連續(xù)開關(guān)控制策略來(lái)強(qiáng)迫系統(tǒng)狀態(tài)變量沿著某一設(shè)計(jì)好滑模面運(yùn)動(dòng)?；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制優(yōu)點(diǎn)是對(duì)系統(tǒng)參數(shù)改變和外部擾動(dòng)不敏感，含有較強(qiáng)魯棒性。然而，對(duì)逆變電

15、源系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要確定一個(gè)理想滑模面是很困難。而且，在用數(shù)字式方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這種控制方式時(shí)，開關(guān)頻率必須足夠高。4、含糊控制 含糊控制屬于智能控制范圍，與傳統(tǒng)控制方式相比，智能控制最大優(yōu)點(diǎn)是不依賴于系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，它是控制理論發(fā)展高級(jí)階段，主要用來(lái)處理哪些對(duì)象不確定性，高度非線性問題。5、重復(fù)控制 重復(fù)控制是依據(jù)內(nèi)膜原理，對(duì)指令和擾動(dòng)信號(hào)均設(shè)了一個(gè)內(nèi)膜，所以能夠到達(dá)輸出無(wú)凈差，缺點(diǎn)是：動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較慢，且需要比較大內(nèi)存。光伏逆變器詳細(xì)介紹第21頁(yè)正弦脈寬調(diào)制技術(shù)： 采樣控制理論中有一個(gè)主要結(jié)論：沖量相等而形狀不一樣窄脈沖加在含有慣性步驟上時(shí)，其效果基礎(chǔ)相同。PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，對(duì)半導(dǎo)體開

16、關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等脈沖，用這些脈沖來(lái)代替正弦波或其它所需要波形。按一定規(guī)則對(duì)各脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓大小，也能夠改變輸出頻率。 假如把一個(gè)正弦半波分成N等分，然后把每一等份正弦曲線與橫軸包圍面積，用與它等面積等高而不等寬矩形脈沖代替，矩形脈沖中點(diǎn)與正弦波每一等分中點(diǎn)重合，依據(jù)沖量相等，效果相同原理，這么一系列矩形脈沖與正弦半波是等效，對(duì)于正弦波負(fù)半周也能夠用一樣方法得到PWM波形。像這么脈沖寬度按正弦規(guī)律改變而和正弦波等效PWM波形就是SPWM波。 SPWM 有兩種控制方式，一個(gè)是單極式，一個(gè)雙極式，兩種控制方式調(diào)制方法相同，輸

17、出基礎(chǔ)電壓大小和頻率也都是經(jīng)過改變正弦參考信號(hào)幅值和頻率而改變，只是功率開關(guān)器件通斷情況不一樣，采取單極式控制時(shí)，正弦波半個(gè)周期內(nèi)每相只有一個(gè)開關(guān)元器件開通或關(guān)斷，而雙極式控制時(shí)逆變器同一橋臂上下兩個(gè)開關(guān)器件交替通斷，處于互補(bǔ)工作方式，雙極式比單極式調(diào)制輸出電流改變率較大，外界干擾較強(qiáng)。光伏逆變器詳細(xì)介紹第22頁(yè) 單相橋式SPWM 逆變電源采取單極式倍頻調(diào)制方式時(shí)輸出SPWM 波形如圖6 所表示，它是采取2個(gè)相位相反而幅值相等三角波與一正弦波相比較，可看成將三角載波進(jìn)行全波整流（將虛線三角波沿X 軸往上翻）,再由正弦波進(jìn)行調(diào)制，得到了2 個(gè)二階SPWM 波，使2 個(gè)二階SPWM 波相減，就可得

18、到三階SPWM 波，即在調(diào)制波正半周，三階SPWM 波主要由Ug1 和Ug3 相減得到，在調(diào)制波負(fù)半周，三階SPWM 波主要由Ug2 和Ug4 相減得到。 圖6單極性倍頻式SPWM 控制波形光伏逆變器詳細(xì)介紹第23頁(yè)光伏陣列工作點(diǎn)跟蹤控制： 光伏陣列工作點(diǎn)控制主要有恒電壓控制（CVT）和MPPT這2種方式。 CVT是經(jīng)過將光伏陣列端電壓穩(wěn)定于某個(gè)值方法, 確定系統(tǒng)功率點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單, 系統(tǒng)穩(wěn)定性好。但當(dāng)溫度改變較大時(shí), CVT方式下伏陣列工作點(diǎn)將偏離最大功率點(diǎn)。 MPPT是當(dāng)前較廣泛采取光伏陣列功率點(diǎn)控制策略。它經(jīng)過實(shí)時(shí)改變系統(tǒng)工作狀態(tài), 跟蹤陣列最大工作點(diǎn), 從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最大功率輸出。

19、它是一個(gè)自主尋優(yōu)方式, 動(dòng)態(tài)性能很好,但穩(wěn)定性不如CVT。其常見方法有“ 上山”法、干擾觀察法、電導(dǎo)增量法等。 現(xiàn)在對(duì)MPPT研究集中在簡(jiǎn)單、高穩(wěn)定性控制算法實(shí)現(xiàn)上, 如最優(yōu)梯度法、含糊邏輯控制法、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制法等, 也都取得了較顯著跟蹤控制效果。光伏逆變器詳細(xì)介紹第24頁(yè)逆變器對(duì)于孤島效應(yīng)檢測(cè)及控制： 逆變器直接并網(wǎng)時(shí), 除了應(yīng)含有基礎(chǔ)保護(hù)功效外, 還應(yīng)具備防孤島效應(yīng)特殊功效。從用電安全與電能質(zhì)量考慮, 孤島效應(yīng)是不允許出現(xiàn)；孤島發(fā)生時(shí)必須快速、準(zhǔn)確地切除并網(wǎng)逆變器， 由此引出了對(duì)于孤島效應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)控制。 孤島效應(yīng)檢測(cè)普通分成被動(dòng)式與主動(dòng)式。被動(dòng)式檢測(cè)是利用電網(wǎng)監(jiān)測(cè)狀態(tài)如電壓、頻率、相位等

20、作為判斷電網(wǎng)是否故障依據(jù)。假如電網(wǎng)中負(fù)載恰好與逆變器輸出匹配, 被動(dòng)法將無(wú)法檢測(cè)到孤島發(fā)生。主動(dòng)檢測(cè)法則是經(jīng)過電力逆變器定時(shí)產(chǎn)生干擾信號(hào), 以觀察電網(wǎng)是否受到影響作為判斷依據(jù), 如脈沖電流注入法、輸出功率改變檢測(cè)法、主動(dòng)頻率偏移法和滑模頻率偏移法等。它們?cè)趯?shí)際并網(wǎng)逆變器中都有所應(yīng)用, 但也存在著各自不足。當(dāng)電壓幅值和頻率改變范圍小于某一值時(shí), 頻率偏移法無(wú)法檢測(cè)到孤島效應(yīng), 即存在“ 檢測(cè)盲區(qū)。輸出功率改變檢測(cè)法雖不存在“ 檢測(cè)盲區(qū)” , 然而光伏并網(wǎng)系統(tǒng)受到光照強(qiáng)度等影響, 其光伏輸出功率隨時(shí)在波動(dòng), 對(duì)逆變器加入有功功率擾動(dòng), 將會(huì)降低光伏陣列和逆變系統(tǒng)效率。為了處理這個(gè)問題, 光伏并網(wǎng)有

21、功和無(wú)功綜合控制方法經(jīng)常被提出來(lái)。 伴隨光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)深入廣泛應(yīng)用, 當(dāng)多個(gè)逆變器同時(shí)并網(wǎng)時(shí), 不一樣逆變器輸出改變非常大, 從而造成上述方法可能失效。所以, 研究多逆變器并網(wǎng)通信、協(xié)同控制已成為其孤島效應(yīng)檢測(cè)與控制研究趨勢(shì)。光伏逆變器詳細(xì)介紹第25頁(yè)鎖相環(huán)控制技術(shù)： 在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中， 需要實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)電壓相位和頻率以控制并網(wǎng)逆變器， 使其輸出電流與電網(wǎng)電壓相位及頻率保持同時(shí)，即同時(shí)鎖相。 同時(shí)鎖相是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)， 其控制準(zhǔn)確度直接影響到系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行性能。倘若鎖相環(huán)電路不可靠， 在逆變器與電網(wǎng)并網(wǎng)工作切換中會(huì)產(chǎn)生逆變器與電網(wǎng)之間環(huán)流，對(duì)設(shè)備造成沖擊，縮短設(shè)備使用壽命，嚴(yán)重時(shí)

22、還將損壞設(shè)備。 當(dāng)前，對(duì)基于DSP 數(shù)字鎖相環(huán)應(yīng)用較多。光伏逆變器詳細(xì)介紹第26頁(yè)光伏逆變器主要技術(shù)指標(biāo)：輸出電壓穩(wěn)定度 在光伏系統(tǒng)中，太陽(yáng)電池發(fā)出電能先由蓄電池儲(chǔ)存起來(lái)，然后經(jīng)過逆變器逆變成220V或380V交流電。不過蓄電池受本身充放電影響，其輸出電壓改變范圍較大，如標(biāo)稱12V蓄電池，其電壓值可在108144V之間變動(dòng)(超出這個(gè)范圍可能對(duì)蓄電池造成損壞)。對(duì)于一個(gè)合格逆變器，輸入端電壓在這個(gè)范圍內(nèi)改變時(shí)，其穩(wěn)態(tài)輸出電壓改變量應(yīng)不超出額定值5，同時(shí)當(dāng)負(fù)載發(fā)生突變時(shí)，其輸出電壓偏差不應(yīng)超出額定值10。輸出電壓波形失真度 對(duì)正弦波逆變器，應(yīng)要求允許最大波形失真度(或諧波含量)。通常以輸出電壓總波

23、形失真度表示，其值應(yīng)不超出5(單相輸出允許l0)。因?yàn)槟孀兤鬏敵龈叽沃C波電流會(huì)在感性負(fù)載上產(chǎn)生渦流等附加損耗，假如逆變器波形失真度過大，會(huì)造成負(fù)載部件嚴(yán)重發(fā)燒，不利于電氣設(shè)備安全，而且嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行效率。光伏逆變器詳細(xì)介紹第27頁(yè)額定輸出頻率 對(duì)于包含電機(jī)之類負(fù)載，如洗衣機(jī)、電冰箱等，因?yàn)槠潆姍C(jī)最正確頻率工作點(diǎn)為50Hz，頻率過高或者過低都會(huì)造成設(shè)備發(fā)燒，降低系統(tǒng)運(yùn)行效率和使用壽命，所以逆變器輸出頻率應(yīng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值，通常為工頻50Hz，正常工作條件下其偏差應(yīng)在l 以內(nèi)。 負(fù)載功率因數(shù) 表征逆變器帶感性負(fù)載或容性負(fù)載能力。正弦波逆變器負(fù)載功率因數(shù)為0709，額定值為09。在負(fù)載功率一定情況

24、下，假如逆變器功率因數(shù)較低，則所需逆變器容量就要增大，首先造成成本增加，同時(shí)光伏系統(tǒng)交流回路視在功率增大，回路電流增大，損耗必定增加，系統(tǒng)效率也會(huì)降低。 逆變器效率 逆變器效率是指在要求工作條件下，其輸出功率與輸入功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示，普通情況下，光伏逆變器標(biāo)稱效率是指純阻負(fù)載，80負(fù)載情況下效率。 因?yàn)楣夥到y(tǒng)總體成本較高，光伏逆變器詳細(xì)介紹第28頁(yè) 所以應(yīng)該最大程度地提升光伏逆變器效率，降低系統(tǒng)成本，提升光伏系統(tǒng)性價(jià)比。當(dāng)前主流逆變器標(biāo)稱效率在8095之間，對(duì)小功率逆變器要求其效率不低于85。在光伏系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，不但要選擇高效率逆變器，同時(shí)還應(yīng)經(jīng)過系統(tǒng)合理配置，盡可能使光伏系統(tǒng)負(fù)載

25、工作在最正確效率點(diǎn)附近。6、額定輸出電流(或額定輸出容量) 表示在要求負(fù)載功率因數(shù)范圍內(nèi)逆變器額定輸出電流。有些逆變器產(chǎn)品給出是額定輸出容量，其單位以或表示。逆變器額定容量是當(dāng)輸出功率因數(shù)為（即純阻性負(fù)載）時(shí)，額定輸出電壓為額定輸出電流乘積。7、保護(hù)辦法 一款性能優(yōu)良逆變器，還應(yīng)具備完備保護(hù)功效或辦法，以應(yīng)對(duì)在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)各種異常情況，使逆變器本身及系統(tǒng)其它部件免受損傷。光伏逆變器詳細(xì)介紹第29頁(yè)(1)輸入欠壓保戶： 當(dāng)輸入端電壓低于額定電壓85 時(shí)，逆變器應(yīng)有保護(hù)和顯示。(2)輸入過壓保戶： 當(dāng)輸入端電壓高于額定電壓130時(shí)，逆變器應(yīng)有保護(hù)和顯示。(3)過電流保護(hù)： 逆變器過電流保護(hù)，

26、應(yīng)能確保在負(fù)載發(fā)生短路或電流超出允許值時(shí)及時(shí)動(dòng)作，使其免受浪涌電流損傷。當(dāng)工作電流超出額定150 時(shí)，逆變器應(yīng)能自動(dòng)保護(hù)。(4)輸出短路保戶 逆變器短路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不超出05s。(5)輸入反接保護(hù)： 當(dāng)輸入端正、負(fù)極接反時(shí)，逆變器應(yīng)有防護(hù)功效和顯示。光伏逆變器詳細(xì)介紹第30頁(yè)(6)防雷保護(hù)： 逆變器應(yīng)有防雷保護(hù)。(7)過溫保護(hù)等。 另外，對(duì)無(wú)電壓穩(wěn)定辦法逆變器 ，逆變器還應(yīng)有輸出過電壓防護(hù)辦法，以使負(fù)載免受過電壓損害。8起動(dòng)特征 表征逆變器帶負(fù)載起動(dòng)能力和動(dòng)態(tài)工作時(shí)性能。逆變器應(yīng)確保在額定負(fù)載下可靠起動(dòng)。9噪聲光伏逆變器詳細(xì)介紹第31頁(yè) 電力電子設(shè)備中變壓器、濾波電感、電磁開關(guān)及風(fēng)扇等部件均

27、會(huì)產(chǎn)生噪聲。逆變器正常運(yùn)行時(shí)，其噪聲應(yīng)不超出，小型逆變器噪聲應(yīng)不超出。光伏逆變器詳細(xì)介紹第32頁(yè)光伏逆變器簡(jiǎn)單項(xiàng)選擇型： 逆變器選取，首先要考慮含有足夠額定容量，以滿足最大負(fù)荷下設(shè)備對(duì)電功率要求。對(duì)于以單一設(shè)備為負(fù)載逆變器，其額定容量選取較為簡(jiǎn)單。 當(dāng)用電設(shè)備為純阻性負(fù)載或功率因數(shù)大于09時(shí)，選取逆變器額定容量為用電設(shè)備容量11115倍即可。同時(shí)逆變器還應(yīng)含有抗容性和感性負(fù)載沖擊能力。 對(duì)普通電感性負(fù)載，如電機(jī)、冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、大功率水泵等，在起動(dòng)時(shí)，其瞬時(shí)功率可能是其額定功率56倍，此時(shí)，逆變器將承受很大瞬時(shí)浪涌。針對(duì)這類系統(tǒng)，逆變器額定容量應(yīng)留有充分余量，以確保負(fù)載能可靠起動(dòng)，高性能逆

28、變器可做到連續(xù)屢次滿負(fù)荷起動(dòng)而不損壞功率器件。小型逆變器為了本身安全，有時(shí)需采取軟起動(dòng)或限流起動(dòng)方式。 另外，逆變器還要有一定過載能力，當(dāng)輸入電壓與輸出功率為額定值，環(huán)境溫度為25時(shí)，逆變器連續(xù)可靠工作時(shí)間應(yīng)不低于4h；當(dāng)輸入電壓為額定值，輸出功率為額定值125時(shí)，逆變器安全工作時(shí)間應(yīng)不低于lmin；當(dāng)輸入電壓為額定值，輸出功率為額定值150時(shí)，逆變器安全工作時(shí)間應(yīng)不低于10s光伏逆變器詳細(xì)介紹第33頁(yè) 應(yīng)用舉例： 光伏系統(tǒng)中主要負(fù)載是150W 電冰箱，正常工作時(shí)選擇額定容量為180w 交流逆變器即能可靠工作，不過因?yàn)殡姳涫歉行载?fù)載，在起動(dòng)瞬間其功率消耗可達(dá)額定功率56倍之多，所以逆變器輸出

29、功率在負(fù)載起動(dòng)時(shí)可到達(dá)800W，考慮到逆變器過載能力，選取500W逆變器即能可靠工作。 當(dāng)系統(tǒng)中存在多個(gè)負(fù)載時(shí)，逆變器容量選取還應(yīng)考慮幾個(gè)用電負(fù)載同時(shí)工作可能性，即“負(fù)載同時(shí)系數(shù)”。光伏逆變器詳細(xì)介紹第34頁(yè)光伏逆變器安裝注意事項(xiàng)及維護(hù)：逆變器安裝維修注意事項(xiàng)：1、在安裝前首先應(yīng)該檢驗(yàn)?zāi)孀兤魇欠裨谶\(yùn)輸過程中有沒有損壞。2、在選擇安裝場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)該確保周圍內(nèi)沒有任何其它電力電子設(shè)備干擾。3、在進(jìn)行電氣連接之前，務(wù)必采取不透光材料將光伏電池板覆蓋或斷開直流側(cè)斷路器。暴露于陽(yáng)光，光伏陣列將會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓。4、全部安裝操作必須且僅由專業(yè)技術(shù)人員完成。5、光伏系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)中所使用線纜必須連接牢靠，良好絕緣

30、以及規(guī)格適當(dāng)。6、全部電氣安裝必須滿足當(dāng)?shù)匾约皣?guó)家電氣標(biāo)準(zhǔn)。7、僅當(dāng)?shù)玫疆?dāng)?shù)仉娏Σ块T許可后并由專業(yè)技術(shù)人員完成全部電氣連接后才可將逆變器并網(wǎng)。光伏逆變器詳細(xì)介紹第35頁(yè)8、在進(jìn)行任何維修工作前，應(yīng)首先斷開逆變器與電網(wǎng)電氣連接，然后斷開直流側(cè)電氣連接。9、等候最少 5 分鐘直到內(nèi)部元件放電完成方可進(jìn)行維修工作。10、任何影響逆變器安全性能故障必須馬上排除方可再次開啟逆變器。11、防止無(wú)須要電路板接觸。12、恪守靜電防護(hù)規(guī)范，佩戴防靜電手環(huán)。13、注意并恪守產(chǎn)品上警告標(biāo)識(shí)。14、操作前初步目視檢驗(yàn)設(shè)備有沒有損壞或其它危險(xiǎn)狀態(tài)。15、注意逆變器熱表面。比如功率半導(dǎo)體散熱器等，在逆變器斷電后一段時(shí)間內(nèi)，仍保持較高溫度。光伏逆變器詳細(xì)介紹第36頁(yè)光伏逆變器安裝流程： 逆變器總體安裝流程如圖 3-1 所表示，安裝流程說(shuō)明如表3-1 所表示：圖3-