光伏逆变器课件

5.逆变器类型
集中型逆变器的主要缺点有： （1） 直流汇流箱故障率较高，影响整个系统。 （2） 集中式逆变器MPPT电压范围窄，一般为450-
820V，组件配置不灵活。在阴雨天，雾气多的部区，
发电时间短。 （3） 逆变器机房安装部署困难、需要专用的机房和 设备。
5.逆变器类型
（4） 逆变器自身耗电以及机房通风散热耗电，系统
5.逆变器的类型
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 变器等等。
4.12. 效率 在额定输出电压、输出，电流和规定的负载功率 因数下，逆变器输出有功功率与输入有功功率（或直流 功率）之比。 目前很多厂家的逆变器效率标示了“效 率”和“欧洲效率”两种。 “效率”一般指一天内某时刻逆变器的最大效率。
欧洲效率是根据一天内日照强度的变化计算加权
值，通过特定的公式计算一天内的“平均效率”，相对
器的容量，设计接入并网逆变器的电池组件的标称功率 可以等于直流侧输入最大功率。
4.逆变器主要技术指标
4.6. 最大输入路数 指逆变器直流侧可接入的直流回路数目。 4.7. 额定输出电压 在规定的输入条件下，逆变器应输出的电压值。 电压波动范围一般应：单相220V±5%，三相 380±5%。 4.8. 额定输出功率
5.逆变器类型
集中型逆变器的主要优势有： （1） 逆变器数量少，便于管理； （2） 逆变器元器件数量少，可靠性高；
（3） 谐波含量少，直流分量少电能质量高；
（4） 逆变器集成度高，功率密度大，成本低； （5） 逆变器各种保护功能齐全，电站安全性高；
（6） 有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电
网调节性好。
逆变系统的核心是逆变开关电路，简称逆变电路。 一个完整的逆变电路，除了主逆变电路外，还要有控 制电路、输入电路、输出电路、辅助电路和保护电路
等组成，如下图所示：
3.逆变器结构、主要组成部件
各电路的作用为： （1）、输入电路：为主逆变回路提供可确保其正常工作的
直流电压。
（2）、输出电路：对主逆变电路输出的交流电的质量进行 修正、补偿、调理，使之满足要求。 （3）、控制电路：为主逆变电路提供一系列的控制脉冲来 控制逆变开关管的导通和关断，配合主逆变电路完成逆变 功能。
逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要 用于把直流电力转换成交流电力。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
(ON——OFF)，使直流输入变成交流输出。
2.逆变器原理和功能
2.逆变器原理和功能
2.逆变器原理和功能
以下图的单项桥式逆变电路为例说明其最基本的工作原理。图中 S1——S4是桥式电路的4个臂，它们由电力电子器件及辅助电路组 成。当开关S1和S4闭合，S2和S3断开时，负载电压V0为正；当开 关S2和S3闭合，S1和S4断开时，负载电压V0为负，波形如图所示 。这样就把直流电保持了交流电，改变两组开关的切换频率，即可 改变交流电的频率。
2.逆变器原理和功能
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。
4.3. 直流输入最大电压
4.逆变器主要技术指标
4.4.
直流输入MPPT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。 4.5. 直流输入最大功率
应大于逆变器的额定输出功率。为了充分利用逆变
在规定的输出频率和负载功率因数下，逆变器应 输出的额定功率值。
4.逆变器主要技术指标
4.9.额定输出频率 在并网系统中，额定输出频率要对应所并入的电 网频率，而且当电网的频率和相位有微小波动时，逆 变器输出的交流电应自动追踪电网的频率和相位。当 检测到电网频率波动过大，逆变器将自动切离电网。
我国的市电频率为50Hz，并网逆变器频率波动范围一
比较科学。
4.逆变器主要技术指标
4.13. 负载功率因数 逆变器负载功率因数的允许变化范围。 4.14. 负载的非对称性在 10%的非对称负载下，固定频率的三相 逆变器输出电压的非对称性应≤10%。
4.逆变器主要技术指标
4.15. 防护等级 IP（INGRESS PROTECTION）防护等级系统 是由IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草。 IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯 具离尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具 防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防 护等级越高。
5.逆变器类型
5. 3微型逆变器
单机功率在1KW以下，单MPPT，应用中多为
0.25-1KW一路MPPT，其优点是可以对每块或几 块电池板进行独立的MPPT控制，但该类逆变器每 瓦成本很高。目前在北美地区10KW以下的家庭光 伏电站中有较多应用。
5.逆变器类型
5.4 三种逆变器对比如下：
序 比较项目 号 1 容量大小 微型逆变器 目前市场上微型逆变器功率 小于500W。 单MPPT/＜95% 安装组件背面或支架上，占 用空间最小。安装简单。 每瓦单价在2.5元左右 国内市场应用较少，经验缺 乏，技术不够成熟 由于微型逆变器可跟踪每块 组件发电最大效率，无组件 串匹配效率。 启动功率小，可提高发电量 由于每块组件安装一台微型 逆变器，数量相当较多，管 理较复杂，单台逆变器故障 对其他组件发电无影响。交 流汇流系统较多 每瓦单价在0.7元左右 目前市场应用较多，技术成熟，尤其 在小型系统中应用较多。 由于组串型逆变器正常有两个MPPT 以上，降低组串匹配影响，其效率介 于微型逆变器与集中型逆变器之间 启动功率小，可提高发电量 组串型逆变器在同等容量条件下设备 数量介于微型逆变器及集中型逆变器 之间。其发电影响范围也介于两者之 间，不需配直流汇流箱及直流柜 组串型逆变器 目前主流功率为5KW至20KW不等，其 主流为5KW、10KW、17KW、20KW 多个MPPT，正常在97%至98%之间 集中型逆变器 30KW至1MW，其中主流为100KW 、250KW、500KW 单个MPPT/＞98.5% 需单独建房子，占地面积较大，需 要辅助设施。 每瓦单价在0.5元左右 目前市场应用较多，技术成熟，尤 其在MW级地面电站上应用较多。 由于集中型逆变器由多个组串并联 ，因此有组件匹配损失较大。 启动时需要总输入功率需大于5% 由于集中型逆变器容量较大，故逆 变器数据较少，管理方便，但单台 设备故障影响发电量较大。需配汇 流箱及直流柜的设备
4.16. 保护功能
逆变器应设置：短路保护、过电流保护、过电 压保护、欠电压保护及缺相保护。
4.逆变器主在规定的正常工作条件下，能承受一般环 境下的电磁干扰。逆变器的抗干扰性能和电磁兼容性应符 合有关标准的规定。 4.18.噪声 不经常操作、监视和维护的逆变器，应小于95db。 经常操作、监视和维护的逆变器，应小于80db。
对应一个逆变器，直流端具有最大功率跟踪功能， 交流端并联并网，其优点是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。
5.逆变器类型
（2） 组串式逆变器MPPT电压范围宽，一般为 250-800V，组件配置更为灵活。在阴雨天，雾气多 的部区，发电时间长。 （3） 组串式并网逆变器的体积小、重量轻， 搬运和安装都非常方便，不需要专业工具和设备，也 不需要专门的配电室，在各种应用中都能够简化施工、 减少占地，直流线路连接也不需要直流汇流箱和直流 配电柜等。组串式还具有自耗电低、故障影响小、更 换维护方便等优势。
般在±3%以内。
4.逆变器主要技术指标
4.10. 最大谐波含量 正弦波逆变器，在阻性负载下，输出电压的 最大谐波含量应≤10%。 4.11. 过载能力 在规定的条件下，在较短时间内，逆变器输 出超过额定电流值的能力。逆变器的过载能力应在 规定的负载功率因数下，满足一定的要求。
4.逆变器主要技术指标
大。
5.逆变器类型
（4） 多个逆变器并联时，总谐波高，单台逆变器THDI 可以控制到2%以上，但如果超过40台逆变器并联时， 总谐波会迭加。而且较难抑制。 （5） 逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度
大。 （6） 没有直流断路器和交流断路器，没有直流熔断器， 当系统发生故障时，不容易断开。 （7） 单台逆变器可以实现零电压穿越功能，但多机并 联时，零电压穿越功能、无功调节、有功调节等功能实 现较难。
维护相对复杂。 （5） 集中式并网逆变系统中，组件方阵经过两次汇
流到达逆变器，逆变器最大功率跟踪功能（MPPT）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，当有一块组件发生故障或
者被阴影遮挡，会影响整个系统的发电效率。
（6） 集中式并网逆变系统中无冗余能力，如有发生 故障停机，整个系统将停止发电。
5.逆变器类型
5.2 组串型逆变器
单机功率在3-60KW之间。主流机型单机功率
30-40KW，单个或多个MPPT，一般为6-15KW一路 MPPT。该类逆变器每瓦成本较高，主要应用于中小型 电站，在全球1MW以下容量的电站中选用率超过 50%。
5.逆变器类型
组串型逆变器的主要优势有：