大功率集中式光伏并网逆变器设计要点与难点分析

光伏发电并网面临的困境与应对措施分析有效解决光伏发电系统并入到大电网之后两个部分都可以高效、安全的运作属于光伏发电技术大范围普及的重要条件。

鉴于此，本文针对光伏发电并网面临的困境进行了详尽的探讨，在此基础之上提出了解决这些困境的应对措施。

标签：光伏发电；并网；大电网；安全0前言通常来说，光伏发电系统分为并网型光伏发电系统与离网光伏发电系统这两种，而并网光伏发电系统的投资大约为离网光伏发电系统投资的75%。

所以，采用微网的模式把光伏发电系统并入到大电网当中运作，将其与大电网进行相互支撑是拓展光伏发电规模的关键方向，而光伏发电系统的并网运作也是未来必然的发展趋势，并网之后，可以有效拓展太阳能使用的灵活性与范围，因此，有效解决光伏发电系统并入到大电网之后两个部分都可以高效、安全的运作属于光伏发电技术大范围普及的重要条件，同时其也是涉及到光伏发电技术是否能够实现大规模工业化发展的先决条件[1]。

1光伏发电并网面临的困境1.1仿真分析研究及实验验证的技术设施仿真属于研究分析电网控制与运作的关键技术措施，光伏发电系统与并网模式具有较为独特的特点，相较于传统的发电模式而言，光伏发电系统的动态特点与稳态特点都存在一定程度的差异性。

所以，针对传统电力系统进行研究的工具显然无法用于光伏发电系统并网以后的研究。

基于光伏发电系统是应用微网系统接入大电网所独具的繁杂特点，为了可以有效的研究分析出并网光伏发电系统对于大电网的电能品质与稳定安全可能产生的各类技术方面的情况，就必须要构建一个针对光伏发电系统研究的实验基地，从而有效解决传统的研究实验室存在的问题。

研究并开发先进的、精良的验证、实验以及研究的技术设施，不管是针对光伏发电系统与大电网之间的作用原理，还是研究其在各类干扰之下产生的复杂动态情况，都是至关重要的[2]。

1.2 光伏发电系统干扰大电网运行特性的原理光伏发电并入到大电网当中运行是通过微网接入的模式，然而微网存在许多种运行模式，当光伏发电系统采用分散模式进行并网运作的时候，其功率能够进行双向流动；当大电网出现故障的时候，采用解列控制与保护动作，能够让大电网与微网解列产生孤岛运作，独自向其所辖关键的负荷供电；当大电网的故障解除之后，采用并网控制能够再一次把微网并入到大电网当中，再一次实施并网运作。

光伏电站的系统设计难点及要点分析与探讨发布时间：2023-02-28T06:28:50.536Z 来源：《中国电业与能源》2022年10月19期作者：王孟[导读] 本文主要对光伏电站的系统设计难点及要点进行分析与探讨，以供同仁参考。

王孟中国电建集团城市规划设计研究院有限公司摘要：本文主要对光伏电站的系统设计难点及要点进行分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：光伏电站；系统设计；难点；要点一、前言随着近几年大型光伏电站在我国的迅速发展，对光伏电站光伏发电系统的技术方案提出了更高的要求。

文章介绍光伏发电系统的构成，并依托某大型光伏发电项目，在太阳能电池组件型式参数的选择、光伏方阵安装方式、逆变器型式参数的选择、光伏子阵容量、光伏系统容配比、光伏发电系统配置及接线等方面对大型光伏电站光伏发电系统方案进行研究论证，确定光伏发电系统设计方案。

二、项目重点分析（1）系统效率模拟。

系统效率对项目整体发电量和收益影响较大，因此准确模拟系统效率是本项目重点之一。

本项目坑塘较多、地块分布分散，由此给本项目光伏电站的系统设计带来了一定的难度。

本项目利用PVsyst针对上述问题进行了详细的模拟和分析。

本报告将光伏电站整体按照地面和水面不同的反射率分别进行PVsyst建模仿真，得出整体系统效率背面增益情况。

（2）容配比分析。

本项目区域较大，考虑到设备配置要求以及方阵区域布置较为分散等情况，需要针对不同光伏方阵采用不同数量的逆变器和不同种类箱式变电站，如何选择合适的容配比是本阶段工作的难点之一。

超配损失取决于当地实时的太阳辐射量和环境温度，在广东地区，当容配比在1.4以下时，超配损失很低（小于1.4%）。

由于本项目不需要支出租地费用，因此本工程推荐适当增加一部分箱变，采用综合容配比为1.2666 的方案。

该方案能够降低超配损失、提高发电量，同时有效解决方阵区域分布分散的问题。

三、系统总体设计方案（1）光伏阵列运行方式1）跟踪方式选择。

光伏发电并网大电网面临的问题与对策摘要：光伏发电并网技术，是一项现代电能输送功能中，至关重要的功能环节，保证光伏电能并网技术的运行通畅，从很大意义上决定了整体电网的运作稳定。

而因为光伏发电并网技术的结构复杂，对其研究尚未完善，且对于电力企业而言运作光伏发电并网技术也需要相当高的要求，为完善电网输送环节的运作稳定，对于光伏发电并网技术中尚存的缺陷及运作要求研究，是目前光伏发电并网技术发展的重点任务。

关键词：光伏发电；并网；对策一、光伏发电系统构成及并网方式光伏发电系统构成光伏发电的原理是光伏元件经阳光照射后，在光生伏打效应的作用下，发生电荷聚集，产生电动势，完成将光能转换成电能的过程。

通常光伏系统由太阳能电池方阵、蓄电池、控制器、直流配电柜、逆变器和交流配电柜等设备组成，见图 1。

太阳能通过光伏组件转化为直流电力，通过直流监测配电箱汇集至逆变器。

有蓄电池组时，还经充放电控制器向蓄电池组充电，将直流电能转化为交流电力。

光伏发电系统的特点有：工作点变化较快，受光照、温度等外界环境影响很低；输入侧的一次能源功率不能主动调控，只能被动跟踪当时光照条件下的最大功率点；光伏发电系统的输出为直流电，需要将直流电逆变为工频交流才能带负荷。

光伏发电系统并网方式光伏发电系统并网的基本条件是，逆变器输出之正弦波电流的频率和相位与电网电压的频率和相位相同。

光伏发电系统并网有两种形式：集中式并网和分散式并网（即全部上网和自发自用余电上网）。

集中式并网（即全部上网）：特点是所发电能被直接输送到大电网，由大电网统一调配向用户供电，与大电网之间的电力交换是单向的，电压等级在 10kV 及以上。

分散式并网（即自发自用余电上网）：特点是所发的电能直接分配到用电负载上，多余或不足的电力通过联接大电网来调节，与大电网之间的电力交换可能是双向的。

二、光伏发电并网技术问题光伏发电并网技术研究缺陷光伏发电技术拥有作业变动快、调控无法主动及功率偏低的特点，因此在光伏发电并网技术中，虽光伏电能与电网的单个接入点功率不大，但接入点较多且分布广泛，致使光伏发电并网技术运用时，与电网会产生牵连，拖累大电网运作。

光伏三大类逆变器的优势和劣势汇总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，小编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”。

大功率集中式光伏并网逆变器设计要点与难点分析一、高效率设计大功率集中式光伏并网逆变器需要具备高效率的转换功能，以最大程度地提高光伏发电系统的发电效率。

在设计中，需要充分考虑逆变器的输出功率、输入电压范围、开关频率、传输损耗等因素，通过优化电路拓扑结构、选择合适的元器件和设计合理的控制策略，使逆变器具备低功耗、高转换效率的特点。

二、抗干扰能力大功率集中式光伏并网逆变器需要能够正常运行在复杂的电网环境中，因此其抗干扰能力成为设计中的重要考虑因素。

首先，需要考虑逆变器对电网电压的适应能力，能够在电网电压波动范围较大的情况下保持稳定的输出电压和频率；其次，需要抵抗来自电网的电磁干扰，避免对逆变器的正常工作造成影响；此外，还需要具备能够抵抗温度、湿度等环境因素干扰的能力。

三、安全稳定设计大功率集中式光伏并网逆变器需要具备安全稳定的性能特点，以确保工作过程中的安全性和可靠性。

首先，需要有效地进行过电压、过电流、过温度等保护，当出现异常情况时及时采取保护措施，避免损坏逆变器和相关设备；其次，需要具备安全隔离功能，防止电网故障对逆变器的影响扩散到其他光伏组件；还需要具备自启动、自恢复等功能，便于逆变器在故障恢复后的自动恢复运行。

四、可靠性设计大功率集中式光伏并网逆变器需要具备较高的可靠性，能够在长时间运行中保持稳定的性能。

在设计中，需要选用高可靠性的元器件，进行合理的温度控制和湿度控制，预防逆变器受到温度、湿度等因素的影响；同时，需要进行充分的电磁兼容性测试和可靠性测试，确保逆变器在各种工况下的可靠运行。

大功率集中式光伏并网逆变器设计要点与难点主要包括高效率设计、抗干扰能力、安全稳定设计和可靠性设计。

通过合理的设计和控制策略，实现高效率、安全稳定、可靠性高的光伏发电系统运行，为清洁能源的开发利用提供可靠的技术支持。

光伏并网逆变器的设计光伏并网逆变器是将光伏发电系统产生的直流电转化为交流电并与电网进行并网连接的核心设备。

其设计需要考虑多个因素，包括并网效率、可靠性、功率因数、抗干扰性等，以实现光伏发电系统的高效、可靠运行。

在设计光伏并网逆变器时，需要考虑以下几个方面的因素：1.安全性和稳定性：光伏并网逆变器在设计上需要保证系统运行的安全性和稳定性。

在设计中，应该考虑保护功能，如过温保护、短路保护、过载保护等，以防止设备出现故障或损坏，保证人身安全和设备的稳定运行。

2.并网效率：光伏并网逆变器的并网效率是衡量其工作效能的重要指标。

高效的并网逆变器可以更有效地将光伏数组的直流电转化为交流电，提高光伏发电系统的发电效率。

设计逆变器时应选择高效的电子元器件，合理设计电路布局，以提高并网效率。

3.功率因数：光伏并网逆变器的功率因数是指其输出交流电的波形与电网电压波形之间的相位差。

功率因数是衡量光伏并网逆变器对电网负载影响的重要指标。

设计光伏并网逆变器时，应考虑到电网对功率因数的要求，选择合适的控制策略和电路结构，以达到良好的功率因数调节效果。

4.抗干扰性：光伏发电系统往往会面临诸如电网电压波动、谐波扰动、瞬变干扰等问题。

设计光伏并网逆变器时，应考虑到这些干扰因素对系统的影响，并采取相应的措施，如合理的滤波设计、采用抗干扰的电子元器件等，以提高系统的抗干扰能力。

5.通信功能：光伏并网逆变器通常需要与监测系统进行数据交互，实现对光伏发电系统进行监测和管理。

设计光伏并网逆变器时，应考虑到通信接口的设计和通信协议的选择，以实现与监测系统的数据传输和远程监控。

综上所述，设计光伏并网逆变器需要考虑多个因素，包括安全性、稳定性、并网效率、功率因数和抗干扰性等。

在设计上应选择高效的电子元器件，合理设计电路布局，并考虑到通信功能的需求，从而实现光伏发电系统的高效、可靠运行。

大功率光伏并网逆变器的关键控制策略近年来，随着可再生能源的快速发展，光伏发电作为一种清洁、可持续的能源形式，受到了广泛关注。

然而，光伏发电系统中逆变器的效率和稳定性问题一直是制约光伏发电发展的关键。

大功率光伏并网逆变器的关键控制策略的研究和应用，对于提高光伏发电系统的效率和稳定性具有重要意义。

大功率光伏并网逆变器是将直流电能转换为交流电能的核心设备。

其关键控制策略主要包括电压控制、频率控制和功率控制。

首先，电压控制是光伏并网逆变器最基本的控制策略之一。

通过对电网电压进行监测和调节，保证逆变器输出的交流电电压与电网电压保持一致，以提高光伏发电系统的稳定性。

其次，频率控制是指逆变器输出的交流电频率与电网频率保持一致。

通过对逆变器输出电流进行调节，使其与电网频率同步，确保光伏发电系统的稳定运行。

最后，功率控制是指根据光伏阵列的实时输出功率和电网需求，调整逆变器的输出功率。

通过控制光伏阵列的输出功率，使其满足电网的需求，实现光伏发电系统的最大功率跟踪。

在大功率光伏并网逆变器的关键控制策略中，还需要考虑到电网故障和逆变器故障等异常情况。

一旦出现电网故障，逆变器需要能够迅速切换到独立运行模式，以保证光伏发电系统的安全运行。

同时，逆变器故障也是影响光伏发电系统稳定性的重要因素，需要通过合理的故障保护和检测机制，及时发现和修复故障，确保光伏发电系统的正常运行。

因此，大功率光伏并网逆变器的关键控制策略的研究和应用具有重要意义。

通过优化控制策略，提高逆变器的效率和稳定性，可以有效解决光伏发电系统中的电网接入问题，提高光伏发电系统的可靠性和经济性。

未来，我们需要进一步深入研究大功率光伏并网逆变器的关键控制策略，不断推动光伏发电技术的发展，为实现清洁能源的可持续利用做出更大贡献。

集中式光伏电站逆变器选型研究和分析发布时间：2021-07-12T09:57:58.253Z 来源：《基层建设》2021年第9期作者：石振中[导读] 摘要：伴随国民经济的增长，光伏电站也在逐步扩大建设规模，在电网供电上也提出了更高水平的要求。

中国能源建设集团广东火电工程有限公司广东广州 510000摘要：伴随国民经济的增长，光伏电站也在逐步扩大建设规模，在电网供电上也提出了更高水平的要求。

通过对这种集中式电站合理进行逆变器选型，有助于优化用电环境、提高发电效率、节省电能，进而达到节能降耗减排目标。

基于此，本文就集中式光伏电站，探讨了有关逆变器选型方面的问题。

关键词：集中式光伏电站；体系运行；逆变器选型光伏发电有别于常规发电，基于半导体设施的特殊性以及光伏效应实现发电[1-2]。

其中仅需光线照射到半导体设施面上，便会形成电压、有效输出电力功能。

针对光伏发电项目，就重要的逆变器，则要求从基础方案的技术、经济性上全面考虑配选过程，以便在达到高效发电的条件下，有效配选出最理想的组合方案。

一、有关概述1.1集中式光伏电站在光伏发电站内，一般包含逆箱变部分、发电体系、中央控制等。

在发电单元中，又含有光伏支架、组件与基础设施[3-4]。

通过逆箱变体系，逆变、升压发电单元下的直流电后，再通过电缆向中央控制体系输送。

然后，经由中央控制体系，统一汇总不同发电单元电能后，再向电网稳定输出，以完成发电工艺流程。

在集中式模型的光伏发电站内，往往占地多、工期短、集中资本等。

所以，在施工过程中，要求注意场区选址、倾斜角、光伏组件发电、一般检查、检验试验及逆变体系选型等方面的问题。

1.2逆变器在规模较大的集中方式光伏电站内，一般会涉及集中式、组串式这两种逆变器等。

其中的集中式逆变器就是先汇总光伏组件下的直流电，并且转换成交流电后，再一起升压、并网。

所以，逆变器一般功率很大，在安装集中式逆变器中，还应针对发电单元，统一安装汇流箱。

光伏逆变器的设计与控制随着新能源的快速发展，光伏逆变器作为太阳能光伏发电系统的核心部件，扮演着重要的角色。

本文将详细介绍光伏逆变器的设计原理和控制方法。

一、光伏逆变器的基本原理光伏逆变器是将直流光伏电能转换为交流电能的电子设备。

其主要功能是将太阳能电池板输出的直流电转换成交流电供电给电网或负载使用。

逆变器的核心部分是功率变换电路，它通过控制开关管（如MOSFET）的开关时间和频率，实现直流电到交流电的转换。

二、光伏逆变器的设计要点1. 功率级别选择：光伏逆变器的功率级别应根据实际应用需求来选择，可以根据系统容量、太阳能电池板的支持功率、并网电网电压等因素综合考虑。

2. 逆变方式选择：根据光伏逆变器的输出电流波形和负载类型，可以选择谐振逆变、逆平波逆变等不同的逆变方式。

3. 电路拓扑设计：常见的光伏逆变器电路拓扑有全桥逆变器、半桥逆变器、多电平逆变器等，根据系统要求和成本效益进行选择。

4. 控制策略设计：逆变器的控制方式包括单闭环控制、双闭环控制、预测控制等，选择合适的控制策略能够提高逆变器的性能和稳定性。

三、光伏逆变器的控制方法1. 集中式控制：逆变器的控制器位于逆变器的核心部分，通过采集和处理逆变器的输入和输出电流、电压等参数，实现对逆变器的控制和保护。

2. 分布式控制：将逆变器的控制器分散在不同的功率电子模块上，各个模块之间通过通讯线路进行数据传输和同步，实现对整个逆变器系统的控制和管理。

3. 智能控制：利用现代控制算法和智能控制技术，将光伏逆变器的控制系统与电网和负载进行智能连接，实现对电能的优化调度和智能管理。

四、光伏逆变器的未来发展方向1. 提高功率密度：通过优化电路设计和封装技术，提高光伏逆变器的功率密度，实现更小体积、更高效率的逆变器产品。

2. 增强智能化水平：结合大数据和云计算技术，实现光伏逆变器的智能化监测和管理，提高逆变器系统的运行效率和可靠性。

3. 改进降噪技术：通过优化电路结构和控制策略，减少逆变器运行过程中的噪声和谐波污染，降低对电网和用户设备的影响。

大型光伏电站逆变器并网控制策略及稳定性分析一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，清洁、可再生能源的开发和利用已经成为各国政府和企业共同关注的焦点。

太阳能光伏发电作为一种无污染、可再生的能源利用方式，正以其独特的优势在全球范围内得到广泛应用。

大型光伏电站作为太阳能光伏发电的主要形式，其并网控制策略及稳定性问题对于提高电力系统的安全性和经济性具有重要意义。

本文旨在深入探讨大型光伏电站逆变器并网控制策略及其稳定性分析。

我们将概述光伏电站的基本原理和并网逆变器的作用，为后续分析奠定理论基础。

接着，我们将详细介绍当前主流的大型光伏电站逆变器并网控制策略，包括最大功率点跟踪、无功功率控制、低电压穿越等关键技术，并分析其优缺点。

在此基础上，我们将通过数学建模和仿真分析，研究不同控制策略对光伏电站稳定性的影响，探讨影响稳定性的关键因素及其作用机理。

我们将结合实际案例，分析大型光伏电站并网过程中可能出现的问题及其解决方案，为光伏电站的设计、运行和维护提供有益的参考。

我们将对大型光伏电站逆变器并网控制策略及稳定性分析的研究前景进行展望，以期为太阳能光伏发电技术的持续发展和优化提供有益的借鉴和启示。

二、大型光伏电站逆变器的并网控制策略大型光伏电站逆变器的并网控制策略是确保光伏电站稳定运行并高效并入电网的关键环节。

并网控制策略的主要目标是实现光伏电站与电网之间的功率平衡、电压和频率的稳定，以及最大功率的追踪。

最大功率追踪（MPPT）策略：这是光伏电站并网控制的基础策略。

MPPT算法通过实时调整光伏阵列的工作点，使得光伏系统在任何光照和温度条件下都能输出最大功率。

常见的MPPT算法包括扰动观察法（P&O）和增量电导法（IncCond）。

有功和无功功率控制：逆变器需要能够控制输出的有功和无功功率，以响应电网的需求。

有功功率控制主要用于调整光伏电站的输出功率，而无功功率控制则用于调节电网的电压和功率因数。