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10.3电气隔离型逆变器

10.3电气隔离型逆变器
10.3电气隔离型逆变器

10.3电气隔离型逆变器

逆变器广泛应用于以直流发电机、蓄电池、太阳能电池和燃料电池为主直流电源的逆变场合。随着石油、煤和天然气等主要能源的日益紧张,新能源的开发和利用越来越得到人们的重视。利用新能源的关键技术——逆变器能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的电能变换成交流电能与电网并网发电,故它在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位。

按照交流用电负载与输入直流电源电气隔离元件的工作频率,逆变器可分为低频环节和高频环节两大类;按照交流输出能量的去向,逆变器可分为无源逆变和并网逆变两大类。

本节系统地从方波、阶梯波合成、脉宽调制等低频环节逆变器到单向电压源、高频脉冲直流环节、双向电压源、电流源、直流变换器型等高频环节逆变器,从无源逆变器到可再生能源并网逆变器,论述了逆变技术的研究现状与发展,并给出了各类逆变器的电路结构、电路拓扑和原理波形。

10.3.1低频环节逆变技术

方波、阶梯波合成、脉宽调制逆变器的共同点是,用来实现电气隔离和调整电压比的变压器工作频率等于输出电压频率,其体积大、笨重、音频噪音大,故称为低频环节逆变器。低频环节逆变器电路结构,如图10-46所示。该电路结构由工频或高频逆变器、工频变压器以及输入、输出滤波器构成。

直流电源滤波器工频或高频逆变器工频变压器滤波器交流负载

图10-46低频环节逆变器电路结构

1.方波逆变器

方波逆变器的输出电压为方波,是最简单、发展最早的一种逆变器。其电路拓扑主要有推挽式、半桥式和全桥式三种,如图10-47所示。

方波逆变器具有如下特点:(1)电路结构简洁,单级功率变换DC-LFAC,双向功率流,功率开关工作频率低,变换效率高;(2)输出电压总的谐波畸变度达48%,变压器和输出滤波器的体积与重量大、音频噪音大;(3)对于电网电压和负载的波动,系统动态响应特性差。

*

*

N

11

N

12

U

i

*

N

2

u

2

V

1

V

2

R

L

L

L

T

u

b1

u

b2

u

1

u

1

D

1

D

2

i

2

u

u

b1

u

i

t

1

t

3

t

2

t

t

t

t

t

4

t

5

(a) 推挽电路 (b) 推挽电路原理波形

V 1

V 3

D 1

D 3

V 2

V 4

D 2

D 4

**N 1

N 2u 2

i 2

U i

i i L

Z

i 2

θ

S 1 S 4

D 1D 4

D 2D 3

S 2 S 3

i i S 1 S 4S 2 S 3

π

U i N 2/N 1

u be1

u be4

u be3

u be2

-U i N 2/N 1

u 2

π

π

π

π2π2π2π

π

2t

ωt

ωt

ωt

ωt

ω

(c )全桥电路 (d )全桥电路原理波形

图10-47 方波逆变器电路拓扑及其感性负载时的原理波形

2.阶梯波合成逆变器

为了减小方波逆变器输出波形的谐波含量,可以将多个方波逆变器移相叠加,从而构成阶梯波合成逆变器。阶梯波的阶高按正弦规律变化,若每个周期阶梯波的阶梯数为2N ,则需要N 台单相方波逆变器或N/3台三相方波逆变器。每个功率电路相同,可采用推挽、桥式或三相桥式电路。阶梯波合成逆变器的电路结构及其N=6时原理波形,如图10-48所示。

阶梯波合成逆变器具有如下特点:(1)单级功率变换DC-LFAC 、双向功率流、功率开关工作频率低、变换效率高,但电路拓扑复杂、功率开关数多;(2)当阶梯数为18时,THD 为9.48%,输出滤波器的体积与重量小,音频噪音得到改善;(3)变压器的体积、重量大;(4) 对于电源电压和负载的波动,系统动态响应特性好;(5)输出电压的调节难度较大。

(a )电路结构

T 1

T 2

T 3

T 4

T 5

T 6

相角=0°

30°

60°

90°

120°

150°

u 1

u 2

u 3

u 4

u 5

u 6

u

t

t

t

t

t

t

u

u 1

u 2

-u 6

u 3

-u 5

U 3'

U 2'

U 1'

U 1'

(U 2'-U 1')/2

(U 2'-U 1')/2

(U 3'-U 2')/2

(U 3'-U 2')/2

T/12T/6

T/3T/2

T

00

(b )变压器绕组联接 (c ) 原理波形

图10-48 阶梯波合成逆变器的电路结构及其N=6时原理波形

3.脉宽调制逆变器

若将正弦参考波与高频三角形载波相交生成的正弦脉宽调制信号,用来控制驱动逆变桥的功率开关,则可输出谐波含量小的正弦脉宽调制电压波。如果合理地解决功率器件的高频开关损耗,那么脉宽调制逆变器将同时兼有方波逆变器和阶梯波合成逆变器二者之优点。正弦脉宽调制SPWM 原理波形,如图10-49所示。

(a )单极性SPWM (b) 双极性SPWM

图10-49 正弦脉宽调制SPWM 原理波形

脉宽调制逆变器具有如下特点:(1)电路拓扑简洁,单级功率变换DC-LFAC ,双向功率流,变换效率高;(2)变压器仍工作在工频、体积大且笨重,其体积与重量仅和输出电压的频率有关,与逆变器的开关频率无关;(2)输出电压THD 和输出滤波器的体积、重量小;(3)对于输入电压和负载的波

动,系统的动态响应特性好;(4)变压器和输出滤波电感产生的音频噪音得到改善;(5)功率器件的开关频率高,开关损耗增加,降低了变换效率。

10.3.2高频环节逆变技术

用高频变压器替代低频环节逆变器中的工频变压器,克服了低频环节逆变器的缺点,显著提高了变流器特性。因此,该技术引起了人们的极大研究兴趣,取得了显著的研究成果。

按照功率的传输方向,高频环节逆变器可分为单向型和双向型两类;按照功率变换器的类型,高频环节逆变器可分为电压源型和电流源型,或直流变换器型和周波变换器型两类。直流变换器型高频环节逆变器,又可分为为平滑直流型、工频全波整流型两种。因此,高频环节逆变器的种类颇多,其类型划分也较复杂。本文将高频环节逆变器细分为单向电压源、双向电压源、(单向与双向)电流源、直流变换器型等。

1.单向电压源高频环节逆变器

单向电压源高频环节逆变器电路结构,由高频逆变器、高频(储能)变压器、高频整流器、PWM逆变器、以及输入、输出滤波器构成,如图10-50所示。这类逆变器具有单向功率流、三级功率变换(DC-HFAC-DC-LFAC)、变换效率较高、技术成熟,应用广泛等特点。

滤波器高频逆变器(储能)变压器整流器滤波器 PWM逆变器滤波器

(a) 电路结构

(b)推挽正激式电路

图10-50 单向电压源高频环节逆变器

2.高频脉冲直流环节逆变器

高频脉冲直流环节逆变器较好地解决了单向电压源高频环节逆变器器的开关损耗和EMI,如图

10-51所示。这类软开关逆变器具有拓扑简洁、单向功率流、准三级功率变换(DC/HFAC/HFPDC/LFAC)、功率开关实现ZVS、变换效率高、输出电压纹波小等优点。

滤波器高频逆变器高频变压器整流器无功吸收支路三态DPM逆变器滤波器

(a) 电路结构

(b) 有源箝位正激式电路

图10-51 高频脉冲直流环节逆变器

3.双向电压源高频环节逆变器

基于Forward变换器的双向电压源高频环节逆变器电路结构,由高频逆变器、高频变压器、周波变换器、以及输入输出滤波器构成,具有双向功率流、两级功率变换(DC-HFAC-LFAC)、变换效率高、输出电压纹波小、可靠性高等优点,如图10-52(a)所示。这类方案需采用缓冲电路或有源电压箝位电路来吸收存储在漏感中的能量,如图10-52(b)所示。串联谐振式双向电压源高频环节逆变器解决了功率器件数和控制电路的复杂性这一固有的缺陷,如图10-52(c)所示。只要双向开关S5和S6也和电流过零点同步,就可以同时解决开关损耗和电磁干扰问题。

滤波器高频逆变器高频变压器周波变换器滤波器

(a)电路结构

(b)有源电压箝位式 (c) 串联谐振式

图10-52 双向电压源高频环节逆变器

将具有周波变换器换流重叠的双极性移相、单极性移相控制策略,应用于双向电压源高频环节逆变器中,也可以较好地解决了固有的电压过冲现象。

4.电流源高频环节逆变器

基于Flyback变换器的电流源高频环节逆变器,如图10-53所示。这类逆变器由高频逆变器、高频储能变压器、周波变换器以及输入、输出滤波器构成,具有拓扑简洁、两级功率变换DC-HFAC-LFAC、变换效率高、可靠性高、容量小、输出电压纹波大等特点。

滤波器高频逆变器高频储能变压器周波变换器滤波器

(a) 电路结构

(b) 推挽式电路

图10-53电流源高频环节逆变器

5.直流变换器型高频环节逆变器

单向直流变换器型高频环节逆变器电路结构,如图10-54所示。该电路结构由高频逆变器、高频(储能)变压器、高频整流器、工频逆变桥、输入和输出滤波器构成。

滤波器高频逆变器高频(储能)变压器整流器滤波器工频逆变桥

(a)电路结构

(b)正激式

图10-54 单向直流变换器型高频环节逆变器

如果将这类逆变器用于太阳能电池发电系统中去,即将该方案应用于有源逆变场合,则充分体现出了该电路结构的优越性;如果将这类逆变器用于无源逆变场合,其结果是空载、容性负载、甚至轻载时输出正弦电压波形畸变严重,仅在恒定阻性负载时输出波形较好,也就是说负载适应能力差。

为了解决图10-54所示电路结构的固有缺陷,可以采用双向直流变换器型和双向正反激组合直流变换器型高频环节逆变器,如图10-55所示。

直流电源滤波器高频逆变器高频(储能)变压器整流/逆变器滤波器极性反转逆变桥负载

(a)双向直流变换器型

直流电源滤波器高频逆变器高频变压器整流器滤波器极性反转逆变桥负载

(b)双向正反激组合直流变换器型

图10-54 双向直流变换器型与双向正反激组合直流变换器型高频环节逆变器电路结构

10.3.3可再生能源并网逆变技术

1.可再生能源低频环节并网逆变技术

可再生能源低频环节并网逆变器电路结构,如图10-55所示。该电路结构由工频或高频逆变器、工频变压器、以及输入、输出滤波器构成,具有电路结构简洁、双向功率流、单级功率变换(DC-LFAC)、变换效率高、变压器体积和重量大、音频噪音大等特点。

太阳能电池或蓄电池滤波器工频或高频逆变器工频变压器滤波器交流电网

图10-55 可再生能源低频环节并网逆变器电路结构

可再生能源低频环节并网逆变器,可以由方波、阶梯波合成、脉宽调制等逆变器来实现。其拓扑族包括推挽式、推挽正激式、半桥式、全桥式等电路,如图12所示。

(a)推挽式(b)推挽正激式

(c)半桥式(d)全桥式

图10-56 可再生能源低频环节并网逆变器拓扑族

2.可再生能源高频环节并网逆变技术

可再生能源高频环节并网逆变器电路结构,如图10-57所示。该电路结构由高频逆变器、高频变压器、整流器、极性反转逆变桥、以及输入、输出滤波器构成,具有高频电气隔离、电路结构简洁、单向功率流、三级功率变换器(DC-HFAC-HFPDC-LFAC)、直流变换级工作在SPWM、极性反转逆变桥功率开关电压应力低且为ZVZCS等特点,特别适用于可再生能源的有源逆变场合。

光伏逆变器的隔离需求及实现

光伏逆变器的隔离需求及实现 过去几年,光伏(PV)产业飞速发展,其动力主要来自居高不下的油 价和环境忧虑。不过,成本仍然是妨碍其进一步扩张的最大障碍,要与传统的 煤电相竞争,必须进一步降低成本。在太阳能电池板以外,电子元件(如PV 逆变器)是导致高成本的主要元件。出于安全和可行性考虑,并网PV转换器 把获得的直流与交流网相隔离。隔离的作用通常是满足安全法规的要求,防止 直流注入交流网,因为结果可能会影响配电变压器和传统的瓦特小时电表。诸 如光耦合器一类的传统隔离解决方案无法满足PV电池板25年的典型寿命要求。同时,微逆变器逐渐占据主流,因为这种器件不但可以提高系统可用性,而且 能够大幅提升遮光条件下的性能。在这些情况下,PV逆变器安装在PV电池板的后部,那里的高温可能加速光耦合器的性能下降。本文旨在讨论PV逆变器 中的信号和电源隔离需求,探讨如何利用微变压器集成隔离功能以提高系统性 能和可靠性、降低系统尺寸和成本。 市场上主要有两类PV逆变器,即无变压器逆变器和变压器隔离逆变器。无变压器逆变器可能会受到大的接地漏电流和注入的直流的影响,因为大的电 池板电容以及PV电池板与交流网之间缺少隔离,如 除直流注入以外,并网逆变器还需满足电网的其他要求,比如总谐波失 真和单谐波电流水平、功率因数以及孤网运行情况的检测等。电网电压和注入 电网的电流必须精确监控。如果用于执行MPPT和栅极驱动功能的控制器位于 电池板一端,则必须将这些测量隔离开来。为使PV电池板发挥最大效率,需 要采用最大功率点跟踪(MPPT)算法。为了实现MPTT,还需监控电池板电 压和电流。当人们尝试串联多个PV逆变器以减少所需逆变器的数量时,电池 板电压可能变得非常高。从PV电池板高压侧进行的电流测量也需要隔离。

单机版-研旭光伏并网逆变器说明书_图文(精)

研旭光伏并网逆变器 YXSG-2.5KSL , YXSG-3KSL , YXSG-5KSL 安装使用手册 目录 1、安全说 明 (3) 2、产品描 述 (5) 2.1光伏并网系 统 .................................................................................................................... 6 2.2电路结构 ............................................................................................................................ 7 2.3特点 . .. (7)

2.4逆变器外观描 述 (8) 3、安 装 .......................................................................................................................................... 10 3.1 安装须 知 ......................................................................................................................... 10 3.2 安装流程说明 .. (11) 3.3安装准备 .......................................................................................................................... 12 3.4 选择合适的安装场 地 ..................................................................................................... 12 3.5 安装逆变 器 (14) 3.6 电气连 接 (14) 4、 LCD 操作说 明 . ......................................................................................................................... 21 4.1 按键功能说明 .. (21) 4.2 界面介 绍 (22) 5、故障排 除 (27) 5.1 初始化失败 ..................................................................................................................... 27 5.2 LCD 显示故 障 (27)

太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方法

2015年6月15日 22:28 太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方 摘要:太阳能光伏发电是21世纪最为热门的能源技术领域之一,是解决人类能源危机的重要手段之一,引起人们的广泛关注。本文介绍了太阳能光伏并网控制逆变器的工作过程,分析了太阳能控制器最大功率跟踪原理,太阳能光伏逆变器的并网原理及主要控制方式。 1引言: 随着工业文明的不断发展,我们对于能源的需求越来越多。传统的化石能源已经不可能满足要求,为了避免面对能源枯竭的困境,寻找优质的替代能源成为人们关注的热点问题。可再生能源如水能、风能、太阳能、潮汐能以及生物质能等能源形式不断映入人们的眼帘。水利发电作为最早应用的可再生能源发电形式得到了广泛使用,但也有人就其的环境问题、安全问题提出过质疑,况且目前的水能开发程度较高,继续开发存在一定的困难。风能的利用近些年来也是热点问题,但风力发电存在稳定性不高、噪音大等缺点,大规模并网对电网会形成一定冲击,如何有效控制风能的开发和利用仍是学术界关注的热点。在剩下的可再生能源形式当中,太阳能发电技术是最有利用价值的能源形式之一。太阳能储量丰富,每秒钟太阳要向地球输送相当于210亿桶石油的能量,相当于全球一天消耗的能量。我国的太阳能资源也十分丰富,除了贵州高原部分地区外,中国大部分地域都是太阳能资源丰富地区,目前的太阳能利用率还不到1/1000。因此在我国大力开发太阳能潜力巨大。 太阳能的利用分为"光热"和"光伏"两种,其中光热式热水器在我国应用广泛。光伏是将光能转化为电能的发电形式,起源于100多年前的"光生伏打现象"。太阳能的利用目前更多的是指光伏发电技术。光伏发电技术根据负载的不同分为离网型和并网型两种,早期的光伏发电技术受制于太阳能电池组件成本因素,主要以小功率离网型为主,满足边远地区无电网居民用电问题。随着光伏组件成本的下降,光伏发电的成本不断下降,预计到2013年安装成本可降至1.5美元/Wp,电价成本为6美分/(kWh),光伏并网已经成为可能。并网型光伏系统逐步成为主流。 本文主要介绍并网型光伏发电系统的系统组成和主要部件的工作原理。 2并网型光伏系统结构 图1所示为并网型光伏系统的结构。并网型光伏系统包括两大主要部分: 其一,太阳能电池组件。将太阳传送到地球上的光能转化成直流电能;其二,太阳能控制逆变器及并网成套设备,负责将电池板输出直流电能转为电网可接受的交流能量。根据功率的不同太阳能逆变器的输出形式可为单相或者三相;可带隔离变压器,也可不配隔离变压器。

光伏并网逆变器控制与仿真设计

光伏并网逆变器控制与仿真设计 为了达到提高光伏逆变器的容量和性能目的,采用并联型注入变换技术。根据逆变器结构以及光伏发电阵电流源输出的特点,选用工频隔离型光伏并网逆变器结构,并在仿真软件PSCAD中搭建光伏电池和逆变器模型,最后通过仿真与实验验证了理论的正确性和控制策略的可行性。 ?近年来,应用于可再生能源的并网变换技术在电力电子技术领域形成研究热点。并网变换器在太阳能光伏、风力发电等可再生能源分布式能源系统中具有广阔发展前景。太阳能、风能发电的重要应用模式是并网发电,并网逆变技术是太阳能光伏并网发电的关键技术。在光伏并网发电系统中所用到的逆变器主要基于以下技术特点:具有宽的直流输入范围;具有最大功率跟踪(MPPT)功能;并网逆变器输出电流的相位、频率与电网电压同步,波形畸变小,满足电网质量要求;具有孤岛检测保护功能;逆变效率高达92%以上,可并机运行。逆变器的主电路拓扑直接决定其整体性能。因此,开发出简洁、高效、高性价比的电路拓扑至关重要。 ?1 逆变器原理 ?该设计为大型光伏并网发电系统,据文献所述,一般选用工频隔离型光伏并网逆变器结构,如图1所示。光伏阵列输出的直流电由逆变器逆变为交流电,经过变压器升压和隔离后并入电网。光伏并网发电系统的核心是逆变器,而电力电子器件是逆变器的基础,虽然电力电子器件的工艺水平已经得到很大的发展,但是要生产能够满足尽量高频、高压和低EMI的大功率逆变器时仍有很大困难。所以对大容量逆变器拓扑进行研究是一种具有代表性的解决方案。作为太阳能光伏阵列和交流电网系统之间的能量变换器,其安全性,可靠性,逆变效率,制造成本等因素对于光伏逆变器的发展有着举足轻

单相逆变器并网工作原理分析与仿真设计

第2章 基于定频积分的逆变器并网控制 2.1 引言 本章探索了一种基于定频积分控制的可选择独立工作和并网运行两种工作模式的光伏逆变器控制方案,对其工作原理以及并网电流纹波影响因素进行了理论分析,推导了控制方程,并给出了计算机仿真分析结果。 2.2 逆变器并网控制系统总体方案设计 如本文第一章所述,并网型逆变器主要应用在可再生新能源并网发电技术中,因此,对逆变器并网控制方案的研究也必须结合新能源发电的特点,达到最大限度的利用可再生资源。作者设计了一种既可以控制逆变器工作在并网送电状态,又可以控制逆变器工作在独立带载状态的逆变器并网控制系统。逆变器的具体工作模式由工作场合和用户需求决定,系统具有多功能。 本系统采用以定频积分为核心的控制方案。逆变器并网工作时采用基于定频积分的电流控制方案;独立工作时,在并网电流控制方案的基础上加入电压PI 外环,实现输出电压控制。定频积分控制不仅将并网输出电流控制和独立输出电压控制有机地融合在一起,而且使系统在两种工作模式下都具有良好的性能。 2.3 定频积分控制的一般理论 所谓定频积分控制是指保持电路工作的开关频率S f 不变,而通过积分器和 D 触发器来控制开关器件在每个周期的导通时间on T 和关断时间off T 。图2-1所示为定频积分控制的一般原理图。 定频积分控制是基于单周期控制的一种控制方法[43~45]。单周期控制是一种非线性控制技术, 该控制方法的突出特点是:无论是稳态还是暂态,它都能保持受控量(通常为斩波波形)的平均值恰好等于或正比于给定值,即能在一个开关周期,有效的抵制电源侧的扰动,既没有稳态误差,也没有暂态误差,这种控制技术可广泛应用于非线性系统的场合,比如脉宽调制、谐振、软开关式的变换器等。下面具体从理论上分析基于单周控制的定频积分控制的一般原理和特点。

太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图

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。

光伏并网逆变器分类

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。

并网逆变器工作原理

并网逆变器工作原理 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、下桥臂的功率晶体管不共地,因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外,为防止上、下桥臂发生共同导通,必须设计先关断后导通电路,即必须设置死区时间,其电路结构较复杂。 控制电路工作 逆变器的主电路均需要有控制电路来实现,一般有方波和正弦波两种控制方式,方波输出的逆变电源电路简单,成本低,但效率低,谐波成份大。正弦波输出是逆变器的发展趋势,随着微电子技术的发展,有PWM功能的微处理器也已问世,因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。 1.方波输出的逆变器 方波输出的逆变器目前多采用脉宽调制集成电路,如SG3525,TL494等。实践证明,采用SG3525集成电路,并采用功率场效应管作为开关功率元件,能实现性能价格比较高的逆变器,由于SG3525具有直接驱动功率场效应管的能力并具有内部基准源和运算放大器和欠压保护功能,因此其外围电路很简单。 2.正弦波输出的逆变器 正弦波输出的逆变器控制集成电路,正弦波输出的逆变器,其控制电路可采用微处理器控制,如INTEL公司生产的80C196MC、摩托罗拉公司生产的MP16以及MI-CROCHIP公司生产的PIC16C73等,这些单片机均具有多路PWM发生器,并可设定上、下桥臂之间的死区时间,采用INTEL公司80C196MC实现正弦波输出的电路,80C196MC完成正弦波信号的发生,并检测交流输出电压,实现稳压。 主电路功率器件的选择 逆变器的主功率元件的选择至关重要,目前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(MOS-FET),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,因为MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率,在高压大容量系统中一般均采用IGBT模块,这是因为MOSFET随着电压的升高其通态电阻也随之增大,而IGBT在中容量系统中占有较大的优势,而在特大容量(100kVA以上)系统中,一般均采用GTO作为功率元件。

毕业设计-单相光伏并网逆变器的控制原理及电路实现

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。

非隔离型六开关光伏并网逆变器

第40卷第3期2018年5月沈一阳一工一业一大一学一学一报 Journal of Shenyang University of Technology Vo l .40No .3May .2018 收稿日期:2017-07-25. 基金项目:河南省科技攻关计划资助项目(152102210294). 作者简介:李研达(1982-),男,河南安阳人,讲师,硕士,主要从事光伏发电技术等方面的研究. ?本文已于2018-05-0315?03在中国知网优先数字出版.网络出版地址:http :?https://www.doczj.com/doc/cc15003644.html, /kcms /detail /21.1189.T.20180503.0844.004.html doi :10.7688/j.issn.1000-1646.2018.03.03 非隔离型六开关光伏并网逆变器? 李研达 (安阳师范学院物理与电气工程学院,河南安阳455000) 摘一要:针对传统非隔离无变压器光伏并网逆变器存在漏电流而影响系统安全稳定运行的问题, 提出了一种新型非隔离型六开关(H 6)拓扑的光伏并网逆变器.新型H 6拓扑在两桥壁之间增加了 一条连接线,且删除了两个连接二极管,控制策略采用了直接电流控制的脉宽调制技术.该拓扑在 一个电网周期内具有六种工作模式,整个工作过程中具有恒定的共模电压.基于上述理论分析,在 Matlab /Simulink 环境中建立了仿真模型,并搭建了实验样机.结果表明:所提出的非隔离H 6型光 伏并网逆变器具有较好的漏电流抑制效果,且能够为电网提供一定的无功支撑. 关一键一词:光伏并网逆变器;非隔离型;六开关;漏电流;共模电压;运行模式;调制策略;二极管 中图分类号:TM 615一一一文献标志码:A 一一一文章编号:1000-1646(2018)03-0253-05 Non-isolated six-switch photovoltaic grid-connected inverter LI Yan-da (School of Physics and Electrical Engineering ,Anyang Normal University ,Anyang 455000,China )Abstract :In order to solve the problem that the system secure and stable operation is affected by the leakage current existing in the traditional non-isolated transformerless photovoltaic (PV )grid-connected inverter ,a novel non-isolated six-switch (H 6)topology photovoltaic grid-connected inverter was proposed.A connection line between two bridge walls was added in the novel H 6topology ,and two connecting diodes were removed.In addition ,the control strategy adopted the pulse width modulation technology controlled by direct current.The topology had six operating modes in a power grid period ,and possessed a constant common-mode voltage throughout the operation.Based on the above-mentioned theoretical analysis ,a simulation model was established in the Matlab /Simulink environment ,and an experimental prototype was built.The results show that the proposed non-isolated H 6photovoltaic grid-connected inverter has good leakage current suppression effect ,and can provide a certain reactive power support for the power grid.Key words :photovoltaic grid-connected inverter ;non-isolated type ;six switches ;leakage current ; common mode voltage ;operation mode ;modulation strategy ;diode 一一近年来,非隔离无变压器光伏并网逆变器因其具有成本低二体积小以及效率高等优势而被广 泛应用于单相光伏并网系统[1-3].然而,非隔离无 变压器光伏并网系统由于逆变器和电网之间不存 在电气隔离,并网系统会产生较大的漏电流,此漏 电流在光伏阵列的寄生电容和电网之间流动,带 来较大的电磁干扰问题,并且影响光伏并网系统的安全稳定运行[4-6].因此,亟需有效抑制非隔离无变压器光伏并网逆变器的漏电流,进而来提升并网系统安全稳定性.在抑制漏电流方面,基于半桥拓扑的逆变器虽然能取得一定的效果,但是其具有较低的直流 第3期一一一李福新:基于平稳小波与BP 神经网络的换相失败检测算法万方数据

光伏并网逆变器选型细则

并网逆变器选型细则 并网逆变器是将太阳能直流电转换为可接入交流市电的设备,是太阳能光伏发电站不可缺少的重要组成部分。以下对光伏电站设计过程中并网逆变器及其选型做比较详细的介绍和分析。 1.并网逆变器在光伏电站中的作用 光伏发电系统根据其应用模式一般可分为独立发电系统、并网发电系统以及混合系统,而并网发电系统的基本特点就是太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。 1.1 并网光伏电站的基本结构 1.2 并网逆变器功作用和功能 并网逆变器是电力、电子、自动控制、计算机及半导体等多种技术相互渗透与有机结合的综合体现,它是光伏并网发电系统中不可缺少的关键部分。并网逆变器的主要功能是: ◆最大功率跟踪 ◆DC-AC转换 ◆频率、相位追踪 ◆相关保护 2.并网逆变器分类 并网逆变器按其电路拓扑结构可以分为变压器型和无变压器型逆变器,其中变压器型又分为高频变压器型和低频变压器型。变压器型和无变压器型逆变器的

主要区别在于安全性和效率两个方面。以下对三种类型逆变器做简单介绍: ◆高频变压器型 采用DC-AC-DC-AC的电路结构,设计较为复杂,采用较多的功率开关器件,因此损耗较大。 ◆低频变压器型 采用DC-AC-AC的电路结构,电路简单,采用普通工频变压器,具有较好的电气安全性,但效率较低。 ◆无变压器型 采用DC-AC的电路结构,无电气隔离,电压范围较窄,但是损耗小、效率高。 3.并网逆变器主要技术指标 a. 使用环境条件 逆变器正常使用条件:包括工作温度、工作湿度以及逆变器的冷却方式等相关指标。 b. 直流输入最大电流 c. 直流输入最大电压 d. 直流输入MPP电压范围 逆变器对太阳能电池部分进行最大功率追踪(MPPT)的电压范围,一般小于逆变器允许的最大直流输入电压,设计电池组件的输出电压应当在MPP电压范围之内。 e. 直流输入最大功率

一文看懂光伏逆变器工作原理!

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。

光伏并网逆变器的电流锁相改进方案及实现

光伏并网逆变器的电流锁相改进方案及实现 摘要:基于光伏发电并网逆变器控制中电流锁相的重要性和复杂性,提出了带预锁相和遗忘算法的电流锁相方案,该方案可采用硬件锁相和软件锁相两种方式实现。建立了以MC56F8345 型DSF 为控制核心的PWM 逆变器数字化并网实验平台,对改进后的电流锁相方案进行验证。实验结果表明,该方案很好地实现了逆变器输出电流与电网电压的同步锁相控制,且输出电流的幅值、相位、频率均符合控制要求,可稳定、可靠地并网发电,并能实现网侧单位功率因数。关键词:光伏发电;并网逆变器;电流锁相1 引言在光伏发电系统中,并网逆变器输出电流的控制十分重要。有效控制逆变器输出电流可实现网侧功率因数可调。控制电流时,电流锁相十分关键,必须对电网电压的频率和相位进行实时检测,并以此控制逆变器输出电流与电网电压保持同频同相,即同步锁相。若不能稳定、可靠地锁相,则在逆变器与电网连接(并网)过程中会 产生很大的环流,对设备造成冲击,缩短设备使用寿命,严重时还会损坏设备。因此,研究光伏发电并网逆变器电流锁相改进方案及数字化实现具有现实意义。 2 光伏并网逆变器电流矢量控制策略光伏发电并网系统结构框图如图1 所示。图中上半部分为系统主电路,下半部分为系统控制电路。控制过程如下:根据PV 的输出电压、电流,由MPPT 算法获得Ud 参考值,与Ud 实际值比较后经电压调节器得到有功电流(d 轴电流)参考值。φ*为给定功率因数角,为无功电流(q 轴电流)参考值。若要求单位功率因数,则φ*=0,=0。 电流闭环控制通常采用电流矢量控制。图2 示出电流矢量控制的矢量关系图。 u,i.e 分别为逆变器输出电压、输出电流和电网电压的空间矢量。旋转坐

光伏并网逆变器设计方案讲解

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

第五章--单相并网逆变器

第5章单相并网逆变器 后级的DC- AC部分,采用单相全桥逆变电路,将前级 DC- DC输出的400V 直流电转换成220V/50Hz 正弦交流电,完成逆变向电网输送功率。光伏并网逆变器实现并网运行必须满足要求:输出电压与电网电压同频同相同幅值,输出电流与电网电压同频同相(单位功率因数),而且其输出还应满足电网的电能质量要求,这些都依赖于逆变器的有效并网控制策略。 光伏并网逆变器拓扑结构 按逆变器主电路的拓扑结构分类,主要有推挽逆变器、半桥逆变器和全桥逆变器。 5.1.1推挽式逆变电路 推挽式逆变电路由两只共负极的功率开关元件和一个原边带有中心抽头的升压变压器组成。它结构简单,两个功率管可共同驱动,两个开关元件的驱动电路具有公共地,这将简化驱动电路的设计。 U 图5-1 推挽式逆变器电路拓扑 推挽式电路的主要缺点是很难防止输出变压器的直流饱和,另外和单电压极性切换的全桥逆变电路相比,它对开关器件的耐压值也高出一倍。因此适合应用于直流母线电压较低的场合。此外,变压器的利用率较低,驱动感性负载困难。推挽式逆变器拓扑结构如图5-1 所示。 5.1.2半桥式逆变电路 } 半桥式逆变电路使用的功率开关器件较少,电路结构较为简单,但主电路的交流输出电压幅值仅为输入电压的一半,所以在同等容量条件下,其功率开关的额定电流要大于全桥逆变电路中功率元件额定电流,数值为全桥电路的2 倍。由于分压电容的作用,该电路具有较强的抗电压输出不平衡能力,同时由于半桥

式逆变电路控制较为简单,且使用元件少、成本低,因此在小功率等级的逆变电源中常被采用。其主要缺点是直流侧电压利用率低,在同样的开关频率下电网电流的谐波较大。 图5-2 半桥式逆变器电路拓扑 5.1.3全桥式逆变电路 全桥逆变电路可以认为是由2 个半桥逆变电路组成的,在单相电压型逆变电路中是应用最多的电路,主要用于大容量场合。在相同的直流输入电压下,全桥逆变电路的最大输出电压是半桥式逆变电路的2 倍。这意味着输出功率相同时,全桥逆变器的输出电流和通过开关元件的电流均为半桥式逆变电路的一半。 本文采用的是单相全桥式逆变器,其拓扑结构如图5-3 所示,它结构简单且易于控制,在大功率场合中广为应用,可以减少所需并联的元件数。其不足是要求较高的直流侧电压值。 图5-3 单相全桥逆变器电路拓扑 光伏并网逆变器的控制 光伏并网逆变器按控制方式分类,可分为电压源电压控制、电压源电流控制、电流源电压控制和电流源电流控制四种方法。以电流源为输入的逆变器,其直流侧需要串联大电感提供稳定的直流电流输入,但由于此大电感往往会导致系统动态响应差,因此当前大部分并网逆变器均采用以电压源输入为主的方式,即电压型逆变器。采用电压型逆变主电路,可以实现有源滤波和无功补偿的控制,在实际中已经得到了广泛的研究和应用,同时可以有效地进行光伏发电、提高供电质

太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图概要

太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图 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,太阳能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,并网逆变器是核心部分。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,其主要功能是将太阳能电池板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。

三相光伏并网逆变器及控制系统的设计

三相光伏并网逆变器及控制系统的设计 发表时间:2019-01-16T11:17:41.947Z 来源:《防护工程》2018年第31期作者:任婧玮汪子涵[导读] 现在新能源的开发与使用逐渐受到了世界各国的关注,解决新能源需求、环境保护及经济发展之间的互锁关系日益成为世界各国的头等难题。国网安徽省电力有限公司濉溪县供电公司安徽淮北 235100 摘要:本文介绍了基于L型滤波器三相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构。在该拓扑结构数学模型的基础上,设计了三相光伏并网逆变器双闭环控制系统的结构。选择电压电流双闭环PI控制及SVPWM调制策略,通过实验分析验证系统的可靠性和实用性。 关键词:逆变器;PI控制;SVPWM 0 引言 现在新能源的开发与使用逐渐受到了世界各国的关注,解决新能源需求、环境保护及经济发展之间的互锁关系日益成为世界各国的头等难题。太阳能作为技术含量最高、最有发展前景的新能源,具有普遍、无害性、巨大以及长久等优点[1-3]。太阳能发电系统包括光伏电池发电装置与变换器装置,系统输出的电能供给用户负载使用。而并网逆变器作为光伏并网发电的核心,对其进行控制策略的研究具有很高的现实意义[4-6]。本文以两级式非隔离三相并网逆变器的拓扑结构为研究对象,分析了太阳能光伏电池的数学模型和输出特性,然后对双闭环并网控制系统及逆变调制策略进行研究,最后进行实验,验证了理论的正确性。 1 光伏并网逆变器的系统结构 本文采用L型滤波器实现并网逆变器与电网的连接。如图1所示为三相并网逆变器的拓扑结构图,其中ea、eb、ec为三相配电网电压,中性点为O点,逆变器交流侧输出电流为ia、ib、ic,逆变器输出交流和配电网侧等效电感为L,等效线路电阻为R,三相全桥拓扑结构3个桥臂的中点输出电压为Ua、Ub、Uc,T1~T6为IGBT开关管器件,C为输入直流侧滤波与稳压电容,Udc为输入直流侧电压,idc为直流母线侧电流。

逆变器使用说明书

光伏并网逆变器说明书型号:BNSG-2KTL 山东博奥斯能源科技有限公司

目录 重要说明.................................................................................................................................................. 4安全注意事项.......................................................................................................................................... 4使用说明.................................................................................................................................................. 41、绪论.................................................................................................................................................... 5 1.1、前言.................................................................................................................................... 5 1.2、光伏并网系统应用介绍........................................................................................................ 5 2、总体介绍............................................................................................................................................ 6 2.1、产品外观说明........................................................................................................................ 6 2.2、电气原理框图........................................................................................................................ 7 2.3、性能特点................................................................................................................................ 7 2.4 、保护设备.............................................................................................................................. 8 3、拆卸和安装........................................................................................................................................ 8 3.1、拆包检验................................................................................................................................ 8 3.2、安装说明................................................................................................................................ 8 3.3、安装条件................................................................................................................................ 9 3.4、逆变器的安装.....................................................................................................................10 3.5、逆变器安装位置的选择.....................................................................................................10 3.6、逆变器的尺寸.....................................................................................................................11 4、电气连接.........................................................................................................................................12 4.1、连接需求...........................................................................................................................12 4.1.2、直流输入...................................................................................................................12 4.1.2、单相电网...................................................................................................................12 4.1.3、连接线.......................................................................................................................12 4.1.4、电气连接工具...........................................................................................................12 4.2、开始连接.............................................................................................................................13 4.2.1、安全说明...................................................................................................................13 4.2.2、接线端子图...............................................................................................................13 4.2.3、电网连接...................................................................................................................14 4.2.4、连接直流输入...........................................................................................................14 4.2.5、连接RS485通讯线(选配件)..............................................................................15 5、启动与关闭.....................................................................................................................................16 5.1、启动过程.............................................................................................................................16 5.2、关机过程.............................................................................................................................16 5.3、紧急关机过程.....................................................................................................................16 6 、功能说明.......................................................................................................................................17 6.1、工作模式.............................................................................................................................17 6.2 、并网发电...........................................................................................................................17 6.3 与电网断开.........................................................................................................................18 7、操作.................................................................................................................................................19 7.1、液晶显示...........................................................................................................................19 7.2按键功能说明........................................................................................................................19 7.3、液晶控制板上电后显示界面.............................................................................................20 7.4、数据查询及状态显示信息.................................................................................................20 7.5、故障信息界面.....................................................................................................................21

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