10kW无变压器型光伏并网发电逆变器的设计与实现
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10kw并网逆变器产品介绍及技术参数本产品是一台10kW光伏并网逆变器。
其PV端额定输入电压为186~600Vdc。
标称电网电压为220Vrms,额定输出电流为45.5Arms。
逆变器能在短时间(约30分钟)内输出功率达到11kW或输出电流达到50Arms。
逆变器能在不同光照强度下可靠的运行,内部程序保证将PV产生的最大功率输出。
本机具有良好的基于软、硬件的自我保护功能,具体包括交流侧和直流侧的过流、过压、欠压保护;电网频率异常和逆变器过温等保护,为您的投资提供了可靠的保障。
本产品现已通过信息产业部邮电工业产品监督检验中心检测,各项指标均符合国标GB19939相应标准。
并通过CE的EMI、EMC及LVD的相相关指标检测。
本产品各项技术参数及检测报告如下:。
制作出10KW单相逆变器分享并网成功经验
小编自己做个家庭光伏发电系统,用DSP产生SPWM逆变,变频其实很简单,并网倒是花了很多时间和精力,希望大家一起交流学习。
功率10KW,带并网离网功能,频率30--70Hz自动跟踪,并网电压30--
280VAC自动识别。
双路MPPT输入:100-550
双CPU:DSP + ARM
触摸屏液晶:320*240
带485+232+后台软件
整体:
并网波形:
监控界面:
这个光伏辅助电源也很关键,压差大,我这个是DC60V--800V 输入的,输出+5V 2A,+12V1A,+-15V 1A,+24V 2A,纹波噪音要求都比较高的。
现在申请家庭并网比较麻烦,可以换个思路:
并网逆变器检测进家庭的线路电流,以最大功率并网,发现输入电流为零或为负时,减小并网功率,达到不向电网送多余的电能,并将多余的电能存储到蓄电池,供晚上并网用,功率控制同白天,这样就不用申请并网许可了,也不用办理双向电表了。
tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。
仅供参阅!。
10kW三相光伏并网逆变器主电路参数设计夏耘;易映萍【摘要】This paper elaborates the system structure and working principle of 10kW three-phase photovol taic grid -connected inverter and designs the main circuit parameters based on the input/output characteris tics of the inverter. In addition, it analyses the output current and grid current of the inverter through FFT in the modeling and simulation of system based on MATLAB/SIMULINK environment. The simulation and experiment results have verified the correctness of design for the main circuit parameters.%以lOkW三相光伏并网逆变器为研究对象,阐述了并网逆变器的系统结构和工作原理,并根据其输入输出特性对逆变器主电路参数进行设计.最后,在MATLAB/SIMuLINK环境下进行了系统的建模与仿真,通过FFT分析了逆变器输出电流和并网电流,仿真和实验验证了主电路参数设计的正确性.【期刊名称】《湖南工程学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(022)003【总页数】4页(P9-12)【关键词】并网逆变器;主电路参数;参数设计;光伏;三相;SIMuLINK环境;输入输出特性;MATLAB【作者】夏耘;易映萍【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海,200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海,200093【正文语种】中文【中图分类】TM464随着当今经济的快速发展,人们对能源的需求日益增长.然而像煤、石油、天然气等不可再生能源的储量已经十分有限,同时这些能源对环境也产生了严重的污染.太阳能、风能等作为绿色无污染的新能源日益受到人们的青睐.新能源发电并网是必然趋势,而光伏并网逆变器是发电并网系统的关键设备,能将光伏阵列所输出的直流电变换成交流电送入电网.在光伏发电系统中,并网逆变器是发电系统和电网的接口设备,因此,它的控制可靠性将影响整个设备的安全性和稳定性.三相光伏并网系统由以下几个部分组成:逆变器主电路、保护电路、检测电路、控制电路、驱动电路等,而逆变器主电路承担着转换、传递能量的任务,是整个逆变器设计的基础.主电路必须安全、可靠,其各部分参数的设计应该以极限工作条件为依据,并保留充分的裕量,保证所选择的器件工作在安全区域[1].本文采用了单级式带隔离变压器的拓扑结构,如图1所示.为了提高滤波效果,采用LCL滤波器代替普通L滤波器.工频隔离变压器变比为400∶270,既可以实现电能隔离保证设备和人员安全,又可以降低直流母线并网电压.这种拓扑结构可以减少硬件成本,因此易于实现产品商业化.此种拓扑结构采用双环控制策略,内环为交流电流环,目的为控制电流从直流到交流的逆变,并能到达高品质因数;外环为直流电压环,目的是稳定直流侧母线电压,最大功率跟踪确定的电压值为直流母线电压给定的指令值.由于三相PWM变流器的拓扑结构与逆变器的拓扑结构是完全一致的,为此可以借用PWM变流器的工作模式来分析逆变器的工作方式.通过对交流侧电流的控制可以保证变流器工作在不同的运行状态,从而实现变流器在四象限运行,工作原理的分析如图2所示.图2中:E为交流电网电动势矢量;U为交流侧电压矢量;UL为交流侧电感电压矢量;I为交流侧电流矢量.图2(a)是纯电感特性运行,图2(b)是单位功率因数整流运行,此时电流方向与电网电压方向一致;图2(c)是纯电容运行,图2(d)单位功率逆变器运行,此时电流方向与电网电压方向反向.当变流器作为逆变器运行时,电压矢量U端点在圆轨迹CDA上运动,此时PWM变流器便处在于有源逆变状态;当电压矢量U 在CD 弧段上运行时,PWM变流器向电网传送有功功率及容性无功功率,电能将从PWM变流器直流侧传输至电网;当电压矢量U 在DA弧段运行时,PWM变流器向电网传输有功功率及感性无功功率,同样电能将从PWM变流器直流侧传输至电网;当PWM变流器运行至D点时,便可实现单位功率因数有源逆变控制.为了减小对电网的影响,并达到单位功率因素控制,当逆变器从电网吸收能量时,其运行于整流工作状态,电网电压和电流同相.当逆变器向电网输入电能时,其电网电流和电流反相,这是光伏并网逆变器运行的理想状态,也是光伏并网逆变器控制系统要努力达到的控制目标[2].该并网逆变器的输入电压范围为400~820V,功率因数不小于99%,额定输出功率为10kW.主电路主要由光伏阵列、直流母线电容、三相逆变桥、LCL滤波器、三相隔离变压器等组成.以下分别讨论IGBT的选型,直流母线电容的确定,以及滤波器电容、电感的设计[3].IGBT的选取需要考虑三方面的因素:开关速度、额定电压和额定电流.根据10kW 光伏逆变器的技术要求,直流母线电压最高为850V,考虑到关断尖峰可能要达到1.2倍,因此IGBT耐压要超过850*1.2=1020V.系统的额定功率为10kW,考虑到1.1倍的过载能力,流过IGBT的最大电流为其中因此流过IGBT峰值电流为结合目前主要的IGBT规格以及供货周期、价格等因素综合选取型号.最后IGBT的型号选定为FF200R12KE3(英飞凌),主要技术参数为:最大电流200A,耐压1200V.直流电容对逆变器的谐波、功率因素、直流母线电压波动等有重要影响,因此直流母线电压和母线电容参数的确定至关重要.直流母线电压既要满足电网电压的要求,还要通过控制使流过LCL滤波器的电流为正弦波.从电源的控制角度来说,直流电压过低不仅会导致逆变出的交流侧电流产生严重畸变,甚至达不到跟随指定电压的目的;直流电压过高一方面会提高元器件的耐压等级,提高了系统硬件成本,同时系统的可靠性因此会降低.一般而言,为达到电压环控制的快速响应,直流母线电容应选取的尽量小;而为达到电压环控制的抗扰性,直流母线电容应选取的尽量大,防止在有负载扰动时直流电压值的动态降落.逆变器输出相电压的有效值为:考虑到电网最大10%的电压波动时:当三相电压不平衡时,由于负序分量的作用,并网逆变器直流母线侧电容上能量将以2ω波动,则:式(5)中:Vm为电网电压峰值,In为电网电流峰值,ω为电网角频率,θ为初始相角.考虑5%直流母线电压纹波,同时直流电压为400V,则电容的值为:根据参数要求、电容厂家、供货周期等,本文选取Nichicon(尼吉康)两个4700μF的电解电容串联的方式,电容型号为LNW2W472MSEH,电容参数为耐压450V,容值为4700μF.随着并网光伏发电技术的发展,大功率并网发电已经成为一种必然趋势.由于容量通常较大,为了降低开关损坏和其他损耗,开关频率一般比较低.在大功率逆变器中一般采用LCL滤波器,LCL滤波器不仅可以减少体积、节约成本,而且具有更好滤除高频谐波的能力.本文采用LCL滤波器,首先根据电感的允许电压降确定电感的上限值,然后依据电路中的纹波电流指标进而确定电感的下限值,根据计算结果综合考虑参数的选取.在SVPWM调制下,直流母线的电压利用率为1,所以此时逆变器交流侧线电压峰值就是Udc,此时可以得到L的上限值:式中L为电网侧和网侧逆变器的总电感;Emp为电网相电压基波有效值和峰值;Udc为直流母线电压;I,Imp为交流侧电流矢量.电路中相电流的最大电流纹波为:由此得到电感的下限:电感值的大小会影响电流性能的好坏,电感值越小电流的跟踪能力和系统的响应就会得到提高,电感的值越大,电抗器滤除高次谐波的能力会更好.为了使系统稳定,根据常规一般选取L1=2L2.根据上述计算,选定滤波器为L1=0.12mH,L2=0.06mH.以下介绍滤波电容的选取,由于滤波器电容的使用,会引起无功功率的增加从而会降低功率因数.为了保证系统的高功率因数输出,选取额定功率的5%作为电容吸收无功功率的上限值,可得出选取电容的标准为C≤5%Cb.综合考虑,本文选取30μF的交流滤波电容.为防止发生滤波器谐振,取10f≤fs≤0.5fsw,根据这个约束条件来核算选取的参数是否合适,fs的计算公式为(11),带入相关参数得fs=1434Hz,满足设计要求.根据光伏并网逆变器的系统结构,采用MATLAB仿真工具搭建了仿真模型如图3所示.电池板模型的开路电压为620V,短路电流为25A.根据电池板模型的输出特性曲线,电池板在最大输出功率点处的电压为510V,电流为22A.直流母线电容取2350μF,LCL型滤波器中电网侧电感L2取0.6 mH,Cu取30μF,逆变器侧电感L1取1.2mH,开关频率为4.2kHz.在实际电路中,逆变器输出电流通过工频变压器并网,变比为270∶400.在仿真模型中,为简化分析,将电网线电压的峰值设为270V,相当于隔离变压器并网之前的电压[4-5].并网时A相输出电流和电网电压波形如图4所示,由图可知:交流侧的输出电流接近理想的正弦波,并网逆变器输出电流与电网电压同频同相,将能量回馈到了电网.达到了单位功率因数运行的效果.图5为逆变器输出电流FFT分析,以验证LCL滤波器的滤波效果.从波形分析可以看出,通过双闭环控制,输出谐波THD值含量为4.51%,低于5%的国家标准.在1000~2000Hz频率段,由于LCL滤波器的谐振作用,THD有所增大,但对于2000 Hz以上的高次谐波有很好的抑制效果.仿真结果表明,该光伏并网逆变器主电路设计符合逆变器并网要求,是光伏并网逆变器主电路设计的一种可行方案. 为验证光伏并网逆变器的主电路设计符合逆变器并网要求,进行了并网试验,试验波形如图6所示.图6中CH3为A相电网电压(CH3进行了反相),CH2为A相电网电流,由于前端调压器容量有限,长时间运行时有功指令Id给定-11A,此时并网功率为此时测得并网电流THD=5.3%,达到了预期目标,成功实现并网.本文通过对10kW光伏并网系统进行了MATLAB建模和仿真,分析了逆变器主电路的工作原理,并推导出主电路元件参数的计算公式.在理论分析和推导计算公式的基础上,结合主电路实际工作的特点,合理的选择了各元件的参数.仿真和实验结果表明,根据计算结果选择元件搭建的主电路工作稳定,符合要求,可作为工程应用的参考.【相关文献】[1]赵为.太阳能光伏并网发电系统的研究[D].合肥:合肥工业大学硕士论文,2003.[2]王飞,余世杰,苏建徽,等.光伏并网发电系统的研究及实现[J].太阳能学报,2006,26(5):605-608.[3]董密,罗安.光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法[J].南京:电力系统自动化,2006,30(20):97-102.[4]张卫平.开关变换器的建模与控制[M].北京:中国电力出版社,2006:5-56.[5]茆美琴,余世杰,苏建徽.带有MPPT功能的光伏阵列Matlab通用仿真模型[J].系统仿真学报,2005,17(5):1248-1251.。
10KW光伏并网示X工程XX合大太阳能科技XX2021年3月15日目录1、并网光伏系统的原理22、10KW并网光伏系统配置33、光伏组件技术参数44、逆变器技术参数45、安装支架56、系统报价67、相关政策自持68、投资预算和节能分析79、经济效益和经济社会效益分析710、后期维护管理效劳810KW光伏并网工程技术方案1、并网光伏系统的原理系统的根本原理:太阳能电池组件所发直流电通过光伏并网逆变器逆变成50Hz、380V 的交流电,经交流配电箱与用户侧并网,向负载供电。
本工程并网接入系统方案采用380V 低压并网,如图1所示:图1 光伏电站并网发电系统框图图2 光伏电站并网发电示意图2、10KW并网光伏系统配置表1 10KW并网系统配置清单序号零部件名称规格数量备注1 光伏组件250W多晶40块2 安装支架5KW/套2套水泥平顶屋面3 逆变器10KW/380V三相四线1只4 配电箱箱体1只直流断路器4P/1000V/16A 2只交流断路器4P/400V /32A 1只直流浪涌保护器1000V/ 1只交流浪涌保护器4P/400V/20KA 1只5 光伏电缆1*4mm2 200米6 逆变输出电缆3*6+2*4 20米3、光伏组件技术参数光伏系统采用250Wp的多晶硅太阳能电池组件,其参数如下:◆电池材料:多晶硅;◆峰值功率:253W;◆开路电压:37.6V;◆短路电流:8.55A;◆最正确工作电压:31.4V;◆最正确工作电流:7.96A;◆电池组件尺寸:1650×992×50mm◆电池组件重量:21.0 Kg◆电池组成:60片多晶硅电池式串联而成◆满足IEC61215,IEC61730标准◆工作环境温度:-40℃~+80℃◆正常使用25年后组件输出功率损耗不超过初始值的20%4、逆变器技术参数本系统采用1台10kW逆变器,技术参数如下:表2 10kW逆变器技术参数类别内容规格型号SPV-10KW光伏输入最大光伏输入功率11.7KW最大开路电压780输入电压X围280Vdc~700Vdc最正确效率输入电压>560v最低输入电压350V图3 240Wp多晶硅组件5、安装支架通过地锚栓或水泥根底固定,适用于平屋顶系统和地面系统。
10KW太阳能并网发电系统1.太阳能并网发电系统简介太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能,不经过蓄电池储能,直接通过并网逆变器,把电能送上电网。
太阳能并网发电代表了太阳能电源的发展方向,是21世纪最具吸引力的能源利用技术。
与离网太阳能发电系统相比,并网发电系统具有以下优点:(1)利用清洁干净、可再生的自然能源太阳能发电,不耗用不可再生的、资源有限的含碳化石能源,使用中无温室气体和污染物排放,与生态环境和谐,符合经济社会可持续发展战略。
(2)所发电能馈入电网,以电网为储能装置,省掉蓄电池,比独立太阳能光伏系统的建设投资可减少达35%一45%,从而使发电成本大为降低。
省掉蓄电池并可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。
(3)光伏电池组件与建筑物完美结合,既可发电又能作为建筑材料和装饰材料,使物质资源充分利用发挥多种功能,不但有利于降低建设费用,并且还使建筑物科技含量提高、增加“卖点”。
(4)分布式建设,就近就地分散发供电,进入和退出电网灵活,既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力,又有利于改善电力系统的负荷平衡,并可降低线路损耗。
(5)可起调峰作用。
联网太阳能光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领域竞相发展的热点和重点,是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势,市场巨大,前景广阔。
2.并网发电系统的原理及组成太阳能电池发电系统是利用光生伏打效应原理制成的,它是将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。
它主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。
如下图所示:白天有日照时,太阳能电池方阵发出的电经过并网逆变器将电能直接输送到交流电网上,或将太阳能所发出的电经过并网逆变器直接为交流负载供电。
图2-1.并网发电原理图(1)太阳能电池组件一个太阳能电池只能产生大约0.5伏的电压,远低于实际使用所需电压。
为了满足实际应用的需要,需要把太阳能电池连接成组件。
太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池,这些太阳能电池通过导线连接。
10K W光伏并网示范项目浙江合大太阳能科技有限公司2014年3月15日目录10KW光伏并网项目技术方案1、并网光伏系统的原理系统的基本原理:太阳能电池组件所发直流电通过光伏并网逆变器逆变成50Hz、380V的交流电,经交流配电箱与用户侧并网,向负载供电。
本项目并网接入系统方案采用380V低压并网,如图1所示:图1光伏电站并网发电系统框图图2光伏电站并网发电示意图2、10KW并网光伏系统配置表110KW并网系统配置清单3、光伏组件技术参数光伏系统采用250Wp的多晶硅太阳能电池组件,其参数如下:◆电池材料:多晶硅;◆峰值功率:253W;◆开路电压:37.6V;◆短路电流:8.55A;◆最佳工作电压:31.4V;◆最佳工作电流:7.96A;◆电池组件尺寸:1650×992×50mm◆电池组件重量:21.0Kg◆电池组成:60片多晶硅电池式串联而成◆满足IEC61215,IEC61730标准◆工作环境温度:-40℃~+80℃◆正常使用25年后组件输出功率损耗不超过初始值的20%4、逆变器技术参数本系统采用1台10kW逆变器,技术参数如下:表210kW逆变器技术参数类别内容规格型号SPV-10KW光伏输入最大光伏输入功率11.7KW最大开路电压780输入电压范围280Vdc~700Vdc 最佳效率输入电压>560v最低输入电压350V最大阵列电流28.6(2*14.3) MPPT数量 2交流输出电压制式三相四线额定输出功率10KW最大输出功率11KW额定电压380Vac图3240Wp多晶硅组5、安装支架通过地锚栓或水泥基础固定,适用于平屋顶系统和地面系统。
可以将电池组件直接滑入导轨内部,为您节省一半的安装时间。
适用于有框、无框的薄膜以及晶硅太阳能电池组件,具有普遍实用性。
可以承受60m/s以上的风压荷载,雪压荷载可达1000N/㎡。
优点:1.无需压码固定2.安装快捷3.应用广泛4.具有防震功能6、系统报价表3报价清单7、相关政策自持7.1国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见(光伏国8条);7.2国家发改委分布式光伏上网电价补贴政策;(0.42元/度);7.3浙江省分布式并网补贴(0.1元/度)。