逆变器在光伏电站应用中的超配能力
一、什么叫超配
在光伏系统中，设计工程师将光伏组件的总容量配得比逆变器容量大一些，
这种情况被称为超配。其原因在于光伏系统中常常存在组件功率的衰减、灰尘
遮挡以及线路损耗的问题，再加上不同地区的光照条件差异，会影响光伏系统
的收益。
适当的超配可以提高电站系统整体收益，并已为电站业主所接受并广泛应用。
二、组串式逆变器超配设计要求
在超配设计中，除了考虑系统损耗以外，最优容配比(组件容量：逆变器容量)主要是由电站所处位置的光照条件决定的。国内分布式电站大多数分布在我国东
南部地区，根据国家气象局风能太阳能评估中心的资源区域分类，多数处于
II，III, IV 类光照资源区，光照条件相对较差。在此类地区，容配比至少需要
在1.1 倍以上，才能达到最优的系统度电成本，投资者的收益才能最大化。
在超配设计时，对组串式逆变器有哪些具体要求呢?
评估逆变器实际可用交流侧功率
超配是光伏电站的组件容量相对交流侧容量而言的。对于一个光伏电站，其
容量应该以交流功率侧容量来标定。对于组串式逆变器一样，其实际可用交流
侧功率才是对超配真正有意义的。在某种程度上，实际可用交流侧功率是系统
进行超配设计的前提。
如某个组串式逆变器，其交流侧额定功率参数是36kW，但按照其直流侧真
实最大可配置到的功率只有34KWp，考虑逆变器自身损耗，其实际可用交流侧
额定功率一定是小于34KW，从超配系数1.1 的角度看，现实版实际可用交流
一、光伏逆变器产业链结构分析 图表光伏发电用逆变器产业链结构 资料来源：产研智库 一、上游原材料 逆变器企业主要外购产品包括各种电子元器件、结构件、电气元器件、电线电缆等。 逆变器的主功率元件的选择至关重要，使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管（BJT），功率场效应管（MOSFET），绝缘栅晶体管（IGBT）和可关断晶闸管（GTO）等，在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET，在大容量系统中一般均采用IGBT模块，而在高压特大容量（1000KVA以上）系统中，一般均采用IGCT、GTO等作为功率元件。 图表光伏发电用逆变器主要原料 资料来源：产研智库 二、下游需求领域 图表光伏发电逆变器国内主要应用领域
资料来源：产研智库 三、产业链各环节传导机制 光伏逆变器上游为电力电子元器件、微电子芯片、集成电路、电力电容器、电抗器、变压器、机柜、机箱壳体制造等行业。该行业与上游行业的关联性较低，上游行业的影响主要体现在本行业采购成本。 逆变器行业与下游行业的发展密切相关，下游行业对本行业的发展具有较大的牵引和驱动作用，国家光伏项目建设与投资是决定本行业未来需求的重要部分，其需求变化直接决定了本行业未来的发展状况。 二、国外光伏逆变器市场格局 光伏逆变器的主要厂商分布在光伏安装的主要区域，包括德国、中国、美国等地。2015年，全球逆变器的主要产能集中在德国、中国、美国，其中SMA、阳光电源、华为占据前三位。国外厂商逆变器项目经验丰富，产品质量高，成本也相对较高。国内自主研发的光伏逆变器，成本较低、售后服务效率更高。从地域来看，预计未来新增光伏逆变器需求将主要来自美国、日本和中国等新兴市场国家。 2015年全球逆变器市场格局在领先厂商之间日趋巩固。全球逆变器需求在2015年上涨了33%，排名前10的光伏逆变器厂商市场份额提高到了75%，产业集中度不断提高，全球光伏逆变器出货量达2010年以来的最高值。 德国SMA继续保持其2015年全球最大光伏逆变器供应商的地位，但在出货量上继续损失市场份额。虽然SMA仍然在光伏逆变器收入上处于全球领导者地位，但其从逆变器出货排行榜流失的全球需求已转向中国。2015年出货量前十名厂商中有四个是中国企业，其中华为出货量领先。SMA业绩提升的主要得益于美国和其他快速增长的公用事业规模市场，该公司还更新了其逆变器产品组合，表示其在住宅、商业和公用事业规模市场都有竞争力产品推出。 图表2015全球10大光伏逆变器厂商出货量排名
20MW太阳能发电项目光伏场区
一、工程概况 1、工程概况 华润安达1号太阳能发电项目位于安达市西南部约18km处，项目所在地北侧为规划高 速公路，东侧与中和砖厂相邻，项目所在地区平坦开阔，地势较低，无不良地质现象，场地布置条件较好。场地为盐碱地。施工时将场地挖填平整、并填土至沟塘形成相对平坦地貌以利于工艺布置及场地排水，即可形成良好的施工场地，场地布置条件较好。 本期光伏厂区内占地面积为633790㎡，共安装18组1MWp太阳能子阵，总容量为 20.16MWp。施工道路与永久道路可结合。通过平整场地，用砂石铺垫，作为施工道路使用。待施工结束后，完善道路二侧边沟系统、路面养护后可作为永久道路使用。 安达市位于黑龙江省西南部，地处大庆市与肇东市之间。属中温带大陆性季风气候，冬季（11月至次年3月）被强大的蒙古高压控制，在其影响下多偏北风，天气干燥严寒；夏季（6月至8月）受副热带海洋气团的影响，降水集中，光照充足气候温热、湿润。春季（4 月至5月）多偏南大风，降水较少，易发生春旱；秋季（9月至10月）天高气爽，降温较快，常有早霜危害。气候基本特点是：冬长雪少，天气寒冷；夏短湿热，降水集中；春季风大，气候干燥；秋凉气爽，时有早霜。全年降水较少，平均气温在3℃左右。年平均无霜期较短，在170d左右。 2、太阳能资源 黑龙江省年太阳总辐射量为4400～5400MJ/ m2（相当于1222～1500kWh/ m2）。太阳 直接辐射年总量为2526～3162 MJ/ m2，直接辐射在总辐射中所占比例较大，在0.57～0.63之间，年日照时数在2242～2842小时。 华润安达光伏发电项目所在地年均太阳辐射量1357.70kWh/m2，年均日照时数2681.97h，日照时间较长，利用太阳能资源的条件较好。场址地区水平面日平均辐照度为3.72 kWh/m2d，项目场址在我国属于太阳能“资源丰富”地区，具备一定开发价值。从太阳能资源利用角度说，此地区适合建设太阳能光伏发电站。 3、气象条件 安达市位于黑龙江省西南部、松嫩平原中部，东经124°53′至125°55′，北纬46°01′至47°01′，地势东部略高，西部略低，平坦开阔，平坦地面下沉积着新老地层，储藏着丰富的水、石油和天然气等资源。安达市地处中纬度寒温带大陆性季风气候，年平均气温为4.2℃，最热月（7月）平均气温为32.1度，最冷月份（1月）平均气温为-18.7度，历年极端气温最高为38.7度，历年极端气温最低为-37.9度；年平均降水量为432.5
成就现代生活 太阳能逆变器 概念文件 光伏电站组串逆变器 晶体模块 2009年5月
目录 1 简介 – 执行概要 (2) 2 选择电站最优布局 (3) 2.1 光伏方阵场地 (3) 2.2 备选场地布局 (4) 2.3 紧凑型变电站 (5) 2.4 模块布局 (6) 2.5 数据连接 (7) 3 维护/可靠性 (8) 4 附录A – 布线图 (8) 4.1 665kWp现场布线 (8) 4.2 10 MWp电站布线 (8) 4.3 低压开关设备布局 (8)
概念文件-光伏电站组串逆变器 1 简介 – 执行概要 此概念文件将介绍如何在大型光伏电站中使用组串逆变器的全新概念。 众所周知，逆变器功率与成本之间的关系可表示为：€/kW。因此，在创建数MW级的光伏电站时，通常使用尽可能大的逆变器以降低投资成本。现在集中逆变器的功率可达1至 2MW。但逆变器日益大型化的发展趋势使得外部成本也越来越高。 光伏模块的最大模块仍低于500W，其固有模块特性意味着任何规模的光伏电站都依然为模块化。因此，探寻构建光伏电站的其他替代方案别具意义。 使用组串逆变器作为电站中的模块元素，其内置功能可省却集中逆变器所需的众多附加功能。 目前的组串逆变器具有集中逆变器的主要优势，如高直流（DC）系统电压范围、三相输出时保持高效等。这使得交流（AC）及直流（DC）布线的损耗都有所减少，确保了更高的生产效益。 使用紧凑式变电站将组串逆变器连接至中压电网，这意味着变电站与逆变器都可以几乎不受影响地安置于光伏模块子结构中。除此之外，变电器与逆变器还具有易于安装的优势，而且因为使用普遍，其交付时间也很短。 安装、维护或更换组串逆变器无需特别培训，因此不再像集中逆变器一样需要服务合同。还由于免除了接线盒，同样避免了直流（DC）侧的维护。 本文将重点阐述为什么在电站应用中，组串逆变器是具有吸引力的集中逆变器的备选方案。并将结合欧洲中部一家10MWp电站的案例进行说明，此电站有15块相同的光伏方阵场地、15个单独的630kV A变电站及15×42 TripleLynx逆变器。 如图所示，此案例布局有14排子结构，每排12个子结构（约125m×125m）。 每个子结构有18个模块按横向排列成3行。
随着生态环境的日益恶化，人们逐渐认识到必须走可持续发展的道路，必须完成从补充能源向替代能源的过渡。光伏并网是太阳能利用的发展趋势，光伏发电系统将主要用于调峰电站和屋顶光伏系统。 在光伏并网系统中，并网是核心部分。目前并网型系统的研究主要集中于DC-DC和DC-AC 两级能量变换的结构。DC-DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点;DC-AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获得单位功率因数。其中DC-AC是系统的关键设计。 太阳能光伏并网系统结构图如图1所示。本系统采用两级式设计，前级为升压斩波器，后级为全桥式逆变器。前级用于最大功率追踪，后级实现对并网电流的控制。控制都是由DSP芯片TMS320F2812协调完成。 图1 光伏并网系统结构图 逆变器的设计 太阳能并网逆变器是并网发电系统的核心部分，其主要功能是将发出的直流电逆变成单相交流电，并送入电网。同时实现对中间电压的稳定，便于前级升压斩波器对最大功率点的跟踪。并且具有完善的并网保护功能，保证系统能够安全可靠地运行。图2是并网逆变器的原理图。
图2 逆变器原理框图 控制系统以TI公司的TMS320F2812为核心，可以实现反馈信号的处理和A/D转换、DC/DC变换器和PWM逆变器控制脉冲的产生、系统运行状态的监视和控制、故障保护和存储、485通讯等功能。实际电路中的中间电压VDC、网压、并网电流和太阳能电池的电压电流信号采样后送至F2812控制板。控制板主要包括：CPU及其外围电路，信号检测及调理电路，驱动电路及保护电路。其中信号检测及调理单元主要完成强弱电隔离、电平转换和信号放大及滤波等功能，以满足DSP控制系统对各路信号电平范围和信号质量的要求。驱动电路起到提高脉冲的驱动能力和隔离的作用。保护逻辑电路则保证发生故障时，系统能从硬件上直接封锁输出脉冲信号。 在实现同频的条件下可用矢量进行计算，从图3可以看出逆变器输出端存在如图3a所示的矢量关系，对于光伏并网逆变器的输入端有下列基本矢量关系式： Vac=Vs+jωL·IN+RS·IN (1) 式中Vac—电网基波电压幅值，Vs—逆变器输出端基波幅值。 图1 光伏并网系统结构图 图3 控制矢量图 在网压Vac(t)为一定的情况下，IN(t)幅值和相位仅由光伏并网逆变器输出端的脉冲电压中的基波分量Vs(t)的幅值，及其与网压Vac(t)的相位差来决定。改变Vs(t)的幅值和相位就可以控制输入电流IN(t)和Vac(t)同相位。PWM整流器输入侧存在一个矢量三角形关系，在实际系统中RS 值的影响一般比较小，通常可以忽略不计得到如图3b所示的简化矢量三角形关系，即下式： (2) 在一个开关周期内对上式进行周期平均并假设输入电流能在一个开关周期内跟踪电流指令即可推导出下式： (3)式中K= L/TC，TC为载波周期。 从该模型即可以得到本系统所采用的图4所示的控制框图。此方法称为基于改进周期平均模型的固定频率电流追踪法。
光伏发电系统逆变器结构特点 提出问题： 1. 光伏发电系统并网时的主要部件是什么？ 2. 光伏逆变器如何分类？其电路如何构成？ 3. IGBT是什么，有什么特点，主要参数？ 4. 电力MOSFET是什么，主要参数和特性？ 5. 逆变器的常用电路有哪些，各自的接线和特点是什么？ 6. 常用逆变器的形式有哪些，各自特点是什么，主要生产厂家？ 1.光伏发电系统并网时的主要部件是什么？ 光伏发电系统并网时的主要部件是逆变器。 无论是太阳能电池、风力发电还是新能源汽车，其系统应用都需要把直流电转换为交流电，承担这一任务的部件为逆变器。 逆变器又称电源调整器、功率调节器，是光伏系统必不可少的一部分。通常，物理上把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。逆变器的名称由此而来。光伏逆变器最主要的功能是把太阳能电池板所发的直流电转化成家电使用的交流电。 逆变器是光伏系统的心脏，太阳能电池板所发的电全部都要通过逆变器的处理才能对外输出，逆变器对于整套系统的运行起着重要的作用，逆变器的核心器件是IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，也是价格最高的部件之一。
2.光伏逆变器如何分类？其电路如何构成？ 光伏逆变器的分类如下图： 功率较小(<4kW)的光伏发电系统一般采用正弦波逆变器。逆变器的显示功能主要包括：直流输入电压和电流的测量值，交流输出电压和电流的测量值，逆变器的工作状态（运行、故障、停机等）。 光伏逆变器的电路构成如下图所示： 控制电路： 逆变器的控制电路主要是为主逆变电路提供一系列的控制脉冲来控制逆变开关器件的导通与关断，配合主逆变电路完成逆变功能。 辅助电路：
“1-5KW单相单路光伏逆变器”实践报告 一、实习内容 1.学习理论知识 1.1学习了解光伏逆变器理论知识 光伏逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要用于把光伏面板输出的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，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。 1.2分析DCI滤波电路的输出特性 DCI电路将采集主电路中的电流信号，通过差分电路，滤波电路等处理提取其中的直流分量，将直流信号传送给DSP后对电路进行调整，消除主回路中的直流分量。 学习并熟悉DCI电路的工作原理，分别对电路中的差分电路和三阶滤波电路建立数学模型并写出其传递函数。对于差分电路，在建立的传递函数基础上分析其相频特性，研究其对电路相位的影响。在Psim中建立差分电路模型，并进行仿真。仿真结果和bode图相对比验证模型的正确性。对于三阶滤波电路，要分析电路的滤波性能，因此在建立传递函数后主要分析其幅频特性。在Psim中建立三阶滤波电路模型，并进行仿真。根据仿真结果与bode图相对比并验证模型的正确性。 1.3电流Ithd 电路中，频率和工频相同的成为基波，频率为基波整数倍的称为谐波，总谐波电流有效值与基波电流有效值的比值称为电流谐波总畸变率Ithd。谐波电流是一切谐波问题的根源，谐波电压也是由于谐波电流导致的。因此，一般在研究谐波导致的危害时，主要指谐波电流的危害。 谐波电流流过电缆时，会导致电缆过热。造成这种现象的原因是交流电流的趋肤效应。趋肤效应是交流电流流过导体时，向导体的表面集中的一种物理现象，电流的频率越高，电流越向导体表面集中。由于趋肤效应，当频率较高的谐波电流流过导体时，导体的有效截面积小于导体的实际截面积。截面积小，意味着有更大的电阻，也就意味着会产生更大的热量。当频率较高的谐波电流流过导体时，导体呈现的电阻比基波电流要大，因此同样幅度的谐波电流比基波电流产生更大的热量。 谐波电流流过变压器时，会导致变压器发出额外的热量，使变压器在没有达到额定功率时便出现温度过高的现象，导致变压器的实际容量降低。在工业上，一些变压器的负荷主要是变频器、中频炉等谐波源设备，这时，发现变压器仅仅达到50%负荷时，就温度过高。在商业上，随着一些建筑物中的节能灯、以PC机为代表的信息设备等非线性负荷增加，变压器过热的现象也十分常见。 谐波电流对无功补偿装置的影响也很常见，这实际已经成为企业进行节能技术改造中不可回避的问题。节能改造中大量使用变频器，而变频器产生严重的谐波电流。这些谐波电流对原来的无功补偿装置造成了不同程度的损坏。 在处理谐波问题时，三次谐波电流需要引起特别的关注。三次谐波电流之所以危害
单相光伏并网逆变器的研究
轮机工程学院
摘要 能源危机和环境问题的不断加剧，推动了清洁能源的发展进程。太阳能作为一种清洁无污染且可大规模开发利用的可再生能源，具有广阔应用前景。并且伴随“智能电网”理论的兴起，分布式电力系统正日益受到关注，光伏逆变系统作为分布式电力系统的一种重要形式，使得对该领域的研究具有重要的理论与现实意义。 论文在分析光伏逆变系统发展现状与研究热点的基础上，探讨了光伏逆变系统的主要关键技术，对直接影响光伏逆变系统的工作效率以及工作状态的最大功率点跟踪控制、光伏逆变器控制等技术进行了详细研究。 为研究光伏逆变系统，本文建立了一套完整的光伏逆变系统模型，主要包括光伏电池模块，前级DCDC变换器，后级DCAC逆变器，以及相应的控制模块。为了提高系统模型的准确性及稳定性，论文设计了一种输出电压随温度光照改变的光伏电池模型，提出了一种基于Boost 升压变换器的最大功率点跟踪（MPPT）控制策略，并且将正弦脉冲宽度调制技术（SPWM）应用于逆变器控制。最后在MatlabSimulink软件环境下搭建了光伏逆变系统的整体模型，完成系统性的实验验证。 经过仿真实验验证，所提出的光伏逆变系统设计方案正确可行，且输出达到了设计要求，为进一步实现并网功能提供了条件，具有较高的实用参考价值。 关键词：光伏电池；最大功率点跟踪；光伏逆变系统；正弦脉冲调制技术
ABSTRACT With intensify of the energy crisis and environmental problems, the development of clean energy . The solar energy because of its friendly-environmental advantage and renewable property. With the proposition of the Smart Grid, Distributed Power System . As an important form of Distributed Power System, photovoltaic inverter system is the key of the research in this field. This paper discusses the key techniques of photovoltaic inverter system on the basis of analysis of development and research techniques such as maximum power point tracking (MPPT) which work efficiency and work condition and technology of PV inverter. In order to research PV inverter system, this paper builds an integral model, including PV battery model and DCDC converter and DCAC single phase inverter as well as corresponding control models. In order to improve the validity and the stability of the system, the paper
第一章绪论 1.1 光伏发电背景与意义 作为一种重要的可再生能源发电技术，近年来，太阳能光伏(Photovoltaie，PV)发电取得了巨大的发展，光伏并网发电已经成为人类利用太阳能的主要方式之一。目前，我国已成为世界最大的太阳能电池和光伏组件生产国，年产量已达到100万千瓦。但我国光伏市场发展依然缓慢，截至2007年底，光伏系统累计安装100MWp，约占世界累计安装量的1％，产业和市场之间发展极不平衡。为了推动我国光伏市场的发展，国家出台了一系列的政策法规，如《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源十一五发展规划》等。这些政策和法规明确了太阳能发电发展的重点目标领域。《可再生能源中长期发展规划》还明确规定了大型电力公司和电网公司必须投资可再生能源，到2020年，大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例要达到3％以上。对于这一目标的实现，光伏发电无疑会起到非常关键的作用。 当下，我国地方和企业正积极共建兆瓦级以上光伏并网电站，全国已建和在建的兆瓦级并网光伏电站共11个（2008年5月前估计），典型的如甘肃敦煌10MW 并网光伏特许权示范项目，青海柴达木盆地的1000MW大型荒漠太阳能并网电站示范工程，云南石林166MW并网光伏实验示范电站。可以预见，在接下来的几年里，光伏并网发电市场将会为我国摆脱目前的金融危机提供强大的动力，光伏产业依然会持续以往的高增长率，光伏市场的前景仍然令人期待。光伏并网发电系统是利用电力电子设备和装置，将太阳电池发出的直流电转变为与电网电压同频、同相的交流电，从而既向负载供电，又向电网馈电的有源逆变系统。按照系统功能的不同，光伏并网发电系统可分为两类：一种是带有蓄电池的可调度式光伏并网发电系统；一种是不带蓄电池的不可调度式光伏并网发电系统。典型的不可调度式光伏并网发电系统如图1-1所示。
光伏逆变器项目 建议书 规划设计/投资方案/产业运营
摘要 该光伏逆变器项目计划总投资14213.67万元，其中：固定资产投资10717.18万元，占项目总投资的75.40%；流动资金3496.49万元，占项目 总投资的24.60%。 达产年营业收入27471.00万元，总成本费用21085.04万元，税金及 附加272.50万元，利润总额6385.96万元，利税总额7539.28万元，税后 净利润4789.47万元，达产年纳税总额2749.81万元；达产年投资利润率44.93%，投资利税率53.04%，投资回报率33.70%，全部投资回收期4.47年，提供就业职位518个。 本报告是基于可信的公开资料或报告编制人员实地调查获取的素材撰写，根据《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修正）的要求，依照“科学、客观”的原则，以国内外项目产品的市场需求为前提，大量 收集相关行业准入条件和前沿技术等重要信息，全面预测其发展趋势；按 照《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》的具体要求，主要从技术、经济、工程方案、环境保护、安全卫生和节能及清洁生产等方面进行充分 的论证和可行性分析，对项目建成后可能取得的经济效益、社会效益进行 科学预测，从而提出投资项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见， 因此，该报告是一份较为完整的为项目决策及审批提供科学依据的综合性 分析报告。
作为光伏系统中唯一智能化的设备，逆变器具有最大功率点追踪（MPPT）及孤岛效应保护等功能。逆变器只占系统总成本不到8%，却直接影响发电效率，运行稳定性和使用寿命。 报告主要内容：概况、投资背景和必要性分析、项目市场调研、项目建设内容分析、项目建设地研究、土建工程、工艺技术、环保和清洁生产说明、企业卫生、建设风险评估分析、节能分析、项目实施进度、项目投资分析、项目经济效益、项目总结等。
光伏发电逆变器技术规范
500kW光伏发电并网逆变 器 技术规范 （试验中心用）
500kW光伏发电并网逆变器技术规范 1 概述 本技术规范规定了500kW光伏发电并网逆变器（以下简称光伏逆变器）的环境条件、基本参数、技术要求、检验规则、验收规范等。 本技术规范适用于500kW光伏发电并网逆变器（以下简称光伏逆变器）的制造、出厂检验及验收。 2 引用标准 GB/T 191-1990 包装储运图示标准 GB/T 3859.1-93 半导体变流器基本要求的规定 GB/T 3859.2-93 半导体变流器应用导则 GB/T 3859.3-93 半导体变流器变压器和电抗器 GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差 GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变 GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波 GB/T 15543-2008 电能质量三相电压允许不平衡度 GB/T 15945-2008 电能质量电力系统频率偏差 GB/T 18481-2001 电能质量暂时过电压和瞬态过电压 GB/T 13422-1992 半导体电力变流器电气试验方法 GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）发电系统概述和导则 GB/T 19064-2003 家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法 GB-Z 19964-2005 光伏发电站接入电力系统技术规定 GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求 GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性 CNCA/CTS 0004-2009 《400V以下低压并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》 3使用环境条件
一文看懂光伏逆变器工作原理！ 工作原理及特点 工作原理： 逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。 特点： (1)要求具有较高的效率。 由于目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度的利用太阳能电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。 (2)要求具有较高的可靠性。 目前光伏电站系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如：输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。 (3)要求输入电压有较宽的适应范围。 由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压可能在 10V~16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。 光伏逆变器分类 有关逆变器分类的方法很多，例如：根据逆变器输出交流电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器;根据逆变器使用的半导体器件类型不同，又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等。根据逆变器线路原
理的不同，还可分为自激振荡型逆变器、阶梯波叠加型逆变器和脉宽调制型逆变器等。根据应用在并网系统还是离网系统中又可以分为并网逆变器和离网逆变器。为了便于光电用户选用逆变器，这里仅以逆变器适用场合的不同进行分类。 1、集中型逆变器 集中逆变技术是若干个并行的光伏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的IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流，一般用于大型光伏发电站(>10kW)的系统中。最大特点是系统的功率高，成本低，但由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配(特别是光伏组串因多云、树荫、污渍等原因被部分遮挡时)，采用集中逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电户能的下降。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏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效率。 2、组串型逆变器 组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串(1-5kw)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，已成为现在国际市场上最流行的逆变器。 许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本，也增加了系统的可靠性。同时，在组串间引人"主-从"的概念，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"的概念，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。
离网光伏逆变器项目立项备案申请 “十三五”工业转型升级，要坚持走中国特色新型工业化道路，按照构建现代产业体系的本质要求，以科学发展为主题，以加快转变经济发展方式为主线，以改革开放为动力，着力提升自主创新能力；推进信息化与工业化深度融合，改造提升传统产业，培育壮大战略性新兴产业，加快发展生产性服务业，全面优化技术结构、组织结构、布局结构和行业结构；把工业发展建立在创新驱动、集约高效、环境友好、惠及民生、内生增长的基础上，不断增强工业核心竞争力和可持续发展能力，为建设工业强国和全面建成小康社会打下更加坚实的基础。展望未来，工业制造业仍将在中国经济发展中发挥主导作用，并逐步实现从低端向中高端，从低成本生产要素向战略性新兴产业、高新技术产业的转变，最终由“中国制造”走向“中国创造”，从“工业制造业大国”转为“工业制造业强国”。中国成为工业制造业强国的一个重要途径就是推进“新型工业化”。2002年十六大首次提出“走新型工业化道路”。21世纪的工业化与18－19世纪的工业化内涵已有很大不同。信息技术的普及、20世纪积累起来的科学知识和技术发明，使传统工业的面貌发生着巨大变化。 一、项目名称及承办单位 （一）项目名称
离网光伏逆变器项目 （二）项目承办单位 xxx科技公司 二、项目建设地址及负责人 （一）项目选址 某某新区 （二）项目负责人 白xx 三、项目承办单位基本情况 本公司秉承“以人为本、品质为本”的发展理念，倡导“诚信尊重”的企业情怀；坚持“品质营造未来，细节决定成败”为质量方针；以“真诚服务赢得市场，以优质品质谋求发展”的营销思路；以科学发展观纵观全局，争取实现行业领军、技术领先、产品领跑的发展目标。公司是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术企业，专注于产品，致力于产品的设计与开发，各种生产流水线工艺的自动化智能化改造，为客户设计开发各种产品生产线。 公司始终秉承“集领先智造，创美好未来”的企业使命，发展先进制造，不断提升自主研发与生产工艺的核心技术能力，贴近客户需求，助力中国智造，持续为社会提供先进科技，覆盖上下游业务领域的行业综合服务商。公司及时跟踪客户需求，与国内供应商进行了深入、广泛、紧密的
为什么要使用光伏并网逆变器? 目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流 系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。另外，光伏发电最终将实现并网运行，这就必须采用成熟的市场模式，今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。 什么是光伏并网逆变器? 1.要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。 2.要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。 3.要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如１２Ｖ蓄电池，其端电压可在１０Ｖ～１６Ｖ之间变化，这就要求逆变器必须在较大的
直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。 4.在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免与公共电网的电力污染，也要求逆变器输出正弦波电流。 光伏并网逆变器的工作原理? 逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到２２０Ｖ，在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如１２Ｖ、２４Ｖ，就必须设计升压电路。 中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种，推挽电路，将升压变压器的中性插头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。 全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管调节输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下
国外光伏逆变器知名品牌一览 德国SMA SMASolarTechnologyAG艾思玛太阳能技术股份公司是全球领先的专业逆变器生产供应商，成立于1981年，总部位于德国卡塞尔市的Niestetal。 SMA是光伏逆变器的全球市场领导者，产品应用遍及全球，已经在全球四大洲的十三个国家，包括美国、中国、意大利、西班牙、法国、澳大利亚、希腊、捷克等设立了分支机构。经过32年的创新发展，SMA目前拥有员工人数超过4000人。于32年建成占地18500平方米的全球最大光伏逆变器生产基地，能够将SMA的年生产能力提高至约5GW，并继续扩大，可以满足全球光伏市场快速发展的需求。2008年6月27日，SMA在德国法兰克福股票交易所上市（s92），并在2008年9月22日列入TecSMA.在过去的数年中，SMA公司本身，以及其创新生产的众多产品，创造了更多成绩，也获得了多项殊荣。 SMA的主要业务领域是开发和生产各种型号的光伏逆变器，功率从1kW 到1.25MW不等，能够满足不同类型光伏组件、所有电站规模和不同电网类型的需要。 SMA研发生产的光伏系列设备主要包括并网逆变器Sunny Boy/Sunny Mini Central/Sunny Tripower/ Sunny Central、双向独立运行逆变器SunnyIsland、风力并网逆变器WindyBoy、并网备用发电设备Sunny Backup、燃料电池逆变器Hydro Boy，以及用于电站全面监测及控制的通讯设备。其中光伏并网和双向独立运行逆变器为其主要产品。SMA推出的光伏逆变器系列相关产品达到近百种，是名副其实的全球光伏逆变器第一大生产供应商。
光伏并网逆变器拓扑的研究 陈德双，陈增禄 （西安工程大学电子信息学院，西安 710048） 摘要：本文介绍了多种光伏并网逆变器常用的拓扑方案，分析了各自拓扑结构的特点、功率及适用场合，对逆变器的选型与设计提供了借鉴和参考。 关键词：光伏并网；并网逆变器；拓扑结构；Buck-boost ；三相 1 引言 跨入21世纪之后，全球正在面临能源危机，新能源已经成为世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能光伏发电技术作为新能源的重要一员得到了持续的发展。 太阳能光伏发电系统可区分为两大类：一是独立系统，二是并网系统。独立系统是由太阳能电池直接给负载提供功率，多用于向偏远无电地区供电，易受到诸如时间和季节的影响。独立系统结构图如图1-1所示。 图1-1 独立系统结构图 随着电力电子技术的进步和控制理论的发展，光伏并网发电已经成为太阳能利用的主要形式。并网发电系统的特点是通过控制逆变器，直接将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电，输向电网，如图1-2所示。寻求高性能、低造价的光伏材料和器件以减小光伏发电系统的自身损耗是其研究热点之一。作为光伏阵列与电网系统间进行能量变换的逆变器，其安全性、可靠性、逆变效率、制造成本等因素对发电系统的整体投资和收益具有举足轻重的地位。因此，对于拓扑结构的合理选择、提高系统效率和降低生产成本有着极其重要的意义。 图1-2 并网发电系统结构图 太阳光
2 光伏并网逆变器拓扑方案 并网逆变器作为并网发电系统进行电能变换的核心，具体电路拓扑众多，根据直流侧电源性质的不同可分为两种：电压型逆变器和电流型逆变器，结构如图2-1。电流型逆变器，其直流侧输入为电流源，需要串联一大电感提供较为稳定的直流电流输入，但此大电感会导致系统动态响应差，因此当前世界范围内大部分并网逆变器均采用直流侧以电压源为输入的电压型逆变器。 根据逆变器的输入端和输出端是否隔离，可将逆变器分为隔离型和非隔离型。隔离型逆变器一般都采用变压器进行隔离。隔离型逆变器又可分为高频变压器型和工频变压器型。也可以根据功率变换的级数将逆变器分为单级式和多级式。 图2-1 按直流侧电源性质分类的并网逆变器结构图 2.1 按是否隔离分类 工频变压器型逆变器采用一级DC/AC 主电路，变压器置于逆变器与电网之间，如图2-2所示。这种方式可有效阻止逆变器输出波形中的直流分量注入电网，减少对电网的污染。 图2-2 工频变压器型逆变器拓扑 高频变压器型逆变器采用两级或多级变换实现并网逆变。以两级变换为例，如图2-3所示。前级将直流电压斩波为高频脉冲，通过高频变压器后整流，后级通过逆变器并网。 电压型逆变器 s s
逆变器作为光伏发电的重要组成部分，主要的作用是将光伏组件发出的直流电转变成交流电。目前，市面上常见的逆变器主要分为集中式逆变器与组串式逆变器，还有新潮的集散式逆变器。今天就针对三种逆变器来谈一谈各自的特点。 一、集中式逆变器 集中式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电汇总转变为交流电后进行升压、并网。因此，逆变器的功率都相对较大。光伏电站中一般采用500kW 以上的集中式逆变器。 （一）集中式逆变器的优点如下： 1.功率大，数量少，便于管理；元器件少，稳定性好，便于维护； 2.谐波含量少，电能质量高；保护功能齐全，安全性高； 3.有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。 （二）集中式逆变器存在如下问题： 1.集中式逆变器MPPT电压范围较窄，不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，组件配置不灵活； 2.集中式逆变器占地面积大，需要专用的机房，安装不灵活； 3.自身耗电以及机房通风散热耗电量大。 二、组串式逆变器 组串式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电直接转变为交流电汇总后升压、并网。因此，逆变器的功率都相对较小。光伏电站中一般采用50kW以下的组串式逆变器。 （一）组串式逆变器优点： 1.不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量； 2.MPPT电压范围宽，组件配置更加灵活；在阴雨天，雾气多的部区，发电时间长； 3.体积较小，占地面积小，无需专用机房，安装灵活； 4.自耗电低、故障影响小。
（二）组串式逆变器存在问题： 1.功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区；元器件较多，集成在一起， 稳定性稍差； 2.户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化； 3.逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大； 4.不带隔离变压器设计，电气安全性稍差，不适合薄膜组件负极接地系统。 三、集散式逆变器 集散式逆变器是近两年来新提出的一种逆变器形式，其主要特点是“集中 逆变”和“分散MPPT跟踪”。集散式逆变器是聚集了集中式逆变器和组串式逆变器两种逆变器优点的产物，达到了“集中式逆变器的低成本，组串式逆变器 的高发电量”。 （一）集散式逆变器优点： 1.与集中式对比，“分散MPPT跟踪”减小了失配的几率，提升了发电量； 2.与集中式及组串式对比，集散式逆变器具有升压功能，降低了线损； 3.与组串式对比，“集中逆变”在建设成本方面更具优势。 （二）集散式逆变器问题； 1.工程经验少。较前两类而言，尚属新形式，在工程项目方面的应用相对 较少； 2.安全性、稳定性以及高发电量等特性还需要经历工程项目的检验； 3.因为采用“集中逆变”，因此，占地面积大，需专用机房的缺点也存在 于集散式逆变器中。
光伏并网逆变器分类 并网逆变器是太阳能光伏系统中的关键部件，它将太阳能电池产生的直流电通过电力电子变换技术转换为能够直接并入电网、负载的交流能量。其性能，效率直接影响整个太阳能光伏系统的效率和性能。下面将从并网逆变器的分类来进行了解。 1、按照隔离方式分类 包括隔离式和非隔离式两类，其中隔离式并网逆变器又分为工频变压器隔离方式和高频变压器隔离方式。光伏并网逆变器发展之初多采用工频变压器隔离的方式，但由于其体积、重量、成本方面的明显缺陷。近年来高频变压器隔离方式的并网逆变器发展较快，非隔离式并网逆变器以其高效率、控制简单等优势也逐渐获得认可，目前已经在欧洲开始推广应用，但需要解决可靠性、共模电流等关键问题。 2、按照输出相数分类 可以分为单相和三相并网逆变器两类，中小功率场合一般多采用单相方式，大功率场合多采用三相并网逆变器。按照功率等级进行分类，可分为功率小于1kVA的小功率并网逆变器，功率等级1kVA~50kVA的中等功率并网逆变器和50kVA以上的大功率并网逆变器。 3、按照功率流向进行分类 分为单方向功率流和双方向功率流并网逆变器两类，单向功率流并网逆变器仅用作并网发电，双向功率流并网逆变器除可用作并网发电外，还能用作整流器，改善电网电压质量和负载功率因素。近几年双向功率流并网逆变器开始获得关注，是未来的发展方向之一。 4、按照拓扑结构分类 目前采用的拓扑结构包括：全桥逆变拓扑、半桥逆变拓扑、多电平逆变拓扑、推挽逆变拓扑、正激逆变拓扑、反激逆变拓扑等，其中高压大功率光伏并网逆变器可采用多电平逆变拓扑，中等功率光伏并网逆变器多采用全桥、半桥逆变拓扑，小功率光伏并网逆变器采用正激、反激逆变拓扑。 从技术层面讲，大功率并网逆变器和小功率并网逆变器是未来的两个主要发展方向，其中小功率光伏并网逆变器——微逆变器是最具发展潜力和市场应用前景的发展方向，高频化、高效率、高功率密度、高可靠性和高度智能化是未来的发展方向。
100kW光伏并网逆变器 设计方案 目录 1. 百千瓦级光伏并网特点 (2) 2 光伏并网逆变器原理 (3) 3 光伏并网逆变器硬件设计 (3) 3.1主电路 (6) 3.2 主电路参数 (7) 3.2.1 变压器设计............................................................................. 错误!未定义书签。 3.2.3 电抗器设计 (7) 3.3 硬件框图 (10) 3.3.1 DSP控制单元 (11) 3.3.2 光纤驱动单元 (11) 3.3.2键盘及液晶显示单元 (13) 3 光伏并网逆变器软件 (13)
1. 百千瓦级光伏并网特点 2010年全球太阳能光伏发电系统装机容量将达到10000MWp（我国将达到400MWp），2010年以后还将呈进一步加速发展趋势。百千瓦级大型光伏发电并网用逆变控制功率调节设备，成本低，效率高，容量大，被国内外光伏界公认为是适合大功率光伏发电并网用的最具技术含量、最有发展前景的新一代主流产品，直接影响到未来光伏发电的走向。 百千瓦级大功率光伏并网逆变电源其应用对象主要为大型光伏并网电站，从原理上讲，其并网控制技术与中小功率光伏并网系统的控制技术基本相同，但由于装置容量较大，在技术指标的实现达标和功能设计方面却有较大区别。 在技术指标上，主要会影响： 1.并网电流畸变率 在系统的额定容量达到一定数量级时，一些存在的技术问题将会逐步暴露并影响到系统的性能指标，其最重要的一点就是并网电流波形畸变率的控制和电流滤波方式。该系统中的主变压器一般选择为三相Δ/Y型式，且容量较大，此时变压器的非线性和励磁电流对并网电流波形的影响不容忽视，否则会引起并网电流波形的明显畸变和三相电流不平衡。 2.电磁噪声 由于是三相桥式逆变结构，受IGBT功率模块的开关频率限制及考虑系统的效率指标，系统的电流脉动要远高于中小功率系统，对电流的滤波和噪声控制需要特别注意，此时对系统的滤波电路设计和并网电流PWM控制方式的研究至关重要。由于系统的dv/dt、di/dt和电流幅值较大，其EMI和EMC的指标实现可能存在技术难度，由于系统的噪声可能影响其电流、功率的检测和计算精度，在最大功率跟踪和孤岛效应识别等方面的影响还难以预计。 在技术指标上，主要考虑： 1)主电路工艺结构设计 2)散热工艺结构设计 3)驱动方式设计