第三讲 大型光伏并网电站的关键技术
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流的频率和相位，从而使得并网电流和电网 电压同频，相位差180°。
2.7 电网锁相技术
发展方向：
1. 使用更精确的锁相电路 2. 如何克服在大功率并网时，电网电压采样
电路的波动影响
2.8 孤岛效应检测技术
孤岛效应的定义：
孤岛效应发生的机理
• 所谓孤岛效应是指当电网的部 分线路因故障或维修而停电时， 停电线路由所连的并网发电装 置继续供电，并连同周围负载 构成一个自给供电的孤岛的现 象。
光伏并网发电系统的功率流图
2.8 孤岛效应检测技术
逆变器中同时具有两种软件解决方案
• 被动检测： 电网电压的幅值、频率和相位。
当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率 和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳 变信号来判断电网是否失电。
•主动式检测：指对电网参数产生小干扰信号，
通过检测反馈信号来判断电网是否失电，其 中一种方法就是通过在并网电流中注入很小 的失真电流。通过测量逆变器输出的电流的 相位和频率，采用正反馈的方案，加大注入 量。从而在电网失电时，能够很快地检测出 异常值。
2.5 电磁兼容技术
1. 电磁干扰 对策： ➢ 隔离变压器 ➢ EMI滤波器 ➢ 控制算法 ➢ 拓扑结构
2.5 电磁兼容技术
2. 防雷和接地 ➢ 目前没有颁布明确的相关设计标准 ➢ 可以参考的标准：
✓ 《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000) ✓ 交流电气装置的接地 DL/ T 621 1997 ✓ IEC 60364-7-712-2002 ✓ IEC 61557-4-2007 ✓ SJ/T 11127-1997 光伏（PV）发电系统过电压保护－－导则
IEGT：电子注入增强栅晶体管
2.11 技术发展方向
逆变器将来的发展方向：
多用途逆变技术
• —— 夜间无功补偿功能（SVC） • —— 电网失电后的应急供电功能（EPS） • —— 动态电压支撑功能 • —— 数字化电网的一部分 （DPS） • —— 智能电网的一部分 （smart grid）
2.11 技术发展方向
•太阳电池方阵支架（固
定或自动跟踪）
•方阵汇流箱 •交、直流配电系统 •交直流电缆 •监测、计量、数采设备
（气象监测、数据采集 及传输等）
•其它硬件设备
2 大型光伏电站的关键技术及趋势
2.1 组件的高压绝缘技术 2.2 转换效率 2.3 可靠性（保护配置方式和种类） 2.4 输出电流总谐波 2.5 电磁兼容技术（电磁干扰，防雷，接地，浪涌,漏电等） 2.6 最大功率点跟踪方式 2.7 电网锁相技术 2.8 孤岛效应检测技术 2.9 并网电路拓扑结构 2.10 并网系统的群控、监控及调度技术 2.11 大规模应用的技术发展方向
低电流谐波？
4. 在弱网环境下，如何保证电流谐波？
2.5 电磁兼容技术
1. 电磁干扰
➢ 电网对逆变器产生的干扰：电压涨跌，频率 漂移，电气噪声，浪涌等。要求逆变器不能损坏。
➢ 逆变器对于电网产生的干扰： 电流谐波， 电压波动、电压闪变、无功功率、电网阻抗、干 扰叠加等。必须符合相关标准。
➢ 逆变器对于其他电器的干扰： 传导干扰，空 间辐射干扰等。必须符合相关标准。
最大效率 ηmax ： 96.8% 欧洲效率 ηeuro ： 96.1%
（ 在研新品ηmax ： 97.1% ηeuro ： 96.4%）
SG250K3的效率： 最大效率 ηmax ： 96.5% 欧洲效率 ηeuro ： 95.4% SG500KTL的效率： 最大效率 ηmax ： 98.5% 欧洲效率 ηeuro ： 98.3%
积极应对？ 还是 消极抵制？
3 光伏并网逆变器的市场及产业
• SMA • Ingeteam • KACO • Conergy • SATCON • Fronius • REFU • Xantrex • Siemens
3 光伏并网逆变器的市场及产业
40
2008年市场份额
35
30
25
20
15
10
5
0
● 计量认定、认证 ● 通讯技术 RS232
RS485 CAN Internet GPRS
4、电网调度技术
• 正常电网时的限功率运行 • 电网检修时的停机（计划性） • 电网故障时的急停（随机性） • 弱网时的调度策略 • 提供自动无功功率补偿
• 提供LVRT ，低电压穿越
2.11 技术发展方向
逆变器将来的发展方向： • MTFF （mean time to first failure） 首次故障时间目前为5年左右，
✓ 能够方便设定光伏阵列的串并联数 ✓可真实模拟单晶硅，多晶硅和非晶硅的U-I曲线 ✓ 最好具有短路特性。即真正为电流源特性 ✓ 功率容量需要达到100KW左右。
2.7 电网锁相技术
常用方法：
• 使用电压比较器和施密特触发器进行整形，
得到和电网电压完全同频同相的方波。
• 使用DSP芯片的CAPTURE口进行捕获。 • 软件中侦测到电网频率和相位。调整并网电
?具有独立性使用功率范围宽28孤岛效应检测技术采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器1常见大功率并网逆变器的系统结构29拓扑结构1常用大功率并网逆变器的系统结构低压输出接中压变压器方案29拓扑结构多个功率模块并联29拓扑结构1常见大功率并网逆变器的系统结构主电路采用三电平方案1常见大功率并网逆变器的系统结构29拓扑结构2未来发展方向多重叠加技术10mw系统29拓扑结构共用变压器逆变技术?优化直流母线电压升压变压器配置和变比避免重复升压提高系统效率?优先考虑当地用电负荷避免过多电能的远距离传送2未来发展方向29拓扑结构轻型直流输电2未来发展方向29拓扑结构多重叠加技术2未来发展方向29拓扑结构210群控监控及调度技术11并网逆变器的启动和停止控制早出晚归小型电站逆变器自己运算解决大型电站加装日照控制群体控制解决22并网逆变器轻载时的效率问题按需要逆变器逐个并联投运按光伏阵列并联支路分配逆变器210群控监控及调度技术3并网逆变器的信息交流技术计量认定认证通讯技术rs232rs485caninternetgprs44电网调度技术?正常电网时的限功率运行?电网检修时的停机计划性?电网故障时的急停随机性?弱网时的调度策略?提供自动无功功率补偿?提供lvrt低电压穿越逆变器将来的发展方向
伏系统。 • 国家法律和政策的大力支持。 • 中国城市现状 • 西部北部丰富的日照和土地资源
• /en/top50pv.php 世界前50大PV电站
1 大型光伏电站概述
•太阳电池 •大型并网逆变器 •电网接入系统（升压变
压器、交流断路器、计 量设备等）
常用MPPT算法: • 干扰观测法 （爬山法） P&O • 增量电导法 （di/dV＝－I/V） • 其他一些方法： 模糊控制，神经网络，自适应算法 等
2.6最大功率点跟踪（MPPT）
试验和测试手段：
• 在正常工作条件下测试MPPT算法将十分耗时，同时很难比对。 • 最佳的方法是使用光伏阵列模拟器 • 对于太阳能阵列模拟器要求：
不同日照量下的I-V和P-V特性曲线
2.6 最大功率点跟踪（MPPT）
1. 光伏系统中MPPT跟踪算法 MPPT的跟踪要求：
• 快速性 • 准确性 • 稳定性
特别是在弱光和多云的天气下，MPPT算法的优劣十分重要
2.6 最大功率点跟踪（MPPT）
MPPT核心控制思想是通过直流电压的扰动，判断 直流功率的变化，从而搜索到最大功率点。
多重叠加技术
2.10 群控、监控及调度技术
1、并网逆变器的启动和停止控制 ——“早出晚归” ● 小型电站，逆变器自己运算解决 ● 大型电站，加装日照控制、群体控制解决
2、并网逆变器轻载时的效率问题 ● 按需要逆变器逐个并联投运 ● 按光伏阵列并联支路分配逆变器
2.10 群控、监控及调度技术
3、并网逆变器的信息交流技术
2.9 拓扑结构
1 常见大功率并网逆变器的系统结构
采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器
2.9 拓扑结构 1 常用大功率并网逆变器的系统结构
低压输出接中压变压器方案
2.9 拓扑结构
1 常见大功率并网逆变器的系统结构
多个功率模块并联
2.9 拓扑结构
1 常见大功率并网逆变器的系统结构
主电路采用三电平方案
目前，先进水平： ηmax> 96.5% ηeuro>96%
2.2 转换效率
如何提高效率： • 拓扑结构 （boost ，单级， 三电平） • 器件： 功率器件，变压器，电抗 • 主功率器件开关频率 • 控制算法，调制方式，死区 • 其他细节： 辅助开关电源，风扇，散热器等
2.2 转换效率
SG100K3（新品） 的效率：
SMA
Ingeteam
Kaco
Fronius Solarmax Xantrex Siemens others
3 光伏并网逆变器的市场及产业
逆变器常用国际标准
• IEEE929-2000 Recommended practice for Utility Interface
of PV system.
• UL1741-2005 Standard for Static Inverters and Charge
目前国际标准要求<5%，但许多用户要求<3%
SG100K3: <3% 在额定负载时 SG250K3: <3% 在额定负载时 SG500KTL: <3% 在额定负载时
2.4 输出电流总谐波
新的研究方向：
1. 如何抑制低功率时的电流谐波？ 2. 如何抑制多台逆变器同时并网时电流
谐波的叠加问题？
3. 如何在电网电压谐波大时，仍旧保证
2.3 可靠性（保护配置方式和种类）
保护类型： • 电网电压过欠压 • 电网电压过欠频 • 交流短路保护 • 孤岛效应保护 • 逆变器过热保护 • 直流极性反接保护 • 直流过压保护 • 逆变器过载保护 • 逆变器对地漏电保护
2.4 输出电流总谐波
输出电流谐波抑制方法：
1. 拓扑结构选择： L-C ，L-C-L 2. 电感和电容参数的设计 3. 控制算法，PWM驱动方式 4. 采样精度 5. 运算精度
2.9 拓扑结构
2 未来发展方向
多重叠加技术 10MW 系统
2.9 拓扑结构
2 未来发展方向
共用变压器逆变技术
•优化直流母线电压、升压变压器配置和变比，避免重复升压，提高
系统效率
•优先考虑当地用电负荷，避免过多电能的远距离传送
2.9 拓扑结构
2 未来发展方向
轻型直流输电
2.9 拓扑结构
2 未来发展方向
2.8 孤岛效应检测技术
ENS模块
• 德国VDE126-1-1 要求并网逆变器系统中必须有独立的检测电网断 电的模块。 • 一般常用的方法是主动测量电网的阻抗。 • 当电网的阻抗发生突变或变得比较大时，则认为发生了孤岛。 • 当然，电压和频率的变化和超出范围也是重要依据。 • 具有独立性，使用功率范围宽
第三讲:大型光伏电站关键技术及展望
报告内容：
1 大型光伏电站概述 2 大型光伏并网发电的关键技术及发展趋势 3 光伏并网逆变器的市场及产业 4 合肥阳光电源公司相关产品及业绩1 大 Nhomakorabea光伏电站概述
大型光伏并网发电系统的应用越来越广泛 • 2008年，世界光伏电池产量6.9GWp。其中大于
600KWp以上的电站总和大约2GWp。 • 目前，最大的光伏并网电站，安装于西班牙的
Olmedilla，(Castila La Mancha) 。装机容量为60MWp。 安装时间为2008年。
1 大型光伏电站概述
中国适合发展大型光伏电站： • MW级光伏电站的大力推广，将有效降低太阳电池的成本和价格。 • MW级光伏电站在世界上已经有许多案例，均是比较成功的。 • 我国的若干大城市和西部地区也在积极探讨和尝试实施大型并网光
对于电网的挑战
• 风电和光伏发电的特点：波动性、不可控性
• 大型风场和荒漠电站：通常接入输电网，地点远离负荷中心， 接入的区域电网结构比较薄弱，大量光伏和风力功率的注入会 影响电网安全稳定运行，故对电网规划、运行带来新的挑战
• 小型分布式发电系统：传统配电网中潮流辐射式分布和传输， 节点调压能力有限，故将影响配电网的潮流方向、电压特性以 及电能质量等，为配电网设计和运行带来新的挑战
2.5 电磁兼容技术
2. 防雷和接地 ➢ 支架等电位连接 ➢ 太阳电池边框接地 ➢ 接地电阻的设计 （直流和交流） ➢ 接闪器的设计和布置（滚球法等） ➢ 低压电网和高压电网防雷和接地参考成熟设计
2.5 电磁兼容技术 2. 防雷和接地
•典型的直流和交流防雷 ，采用凯文接线
2.5 电磁兼容技术 2. 防雷和接地
大型光伏电池方阵的防雷
2.6 最大功率点跟踪（MPPT）
光伏电池在不同的日照和温度条件下，具有不同的MPP
I ( A)
4
3.5
I sc
3
2.5
Im
2
1.5
功率
1
0.5
0
0
5
电流 10
Vm
15
P(W )
60
Pm
50
40
30
20
Voc 10
20
25 0 U (V )
不同温度下的P-V特性曲线
太阳电池阵列的P-V特性
需要延长至十年。 • 对于将来光伏并网逆变器要求：高效率，高可靠性，长寿命，更
低成本 • 使用膜电容，电解电容的寿命有限
2.11 技术发展方向
逆变器将来的发展方向：
• 新的控制算法，更快，更强的数字信号处理器 （如DSP或ARM） • 更好的电力电子模块，目前 1200V3600A IGBT单管 • IGCT 器件， SIC器件，PEBB（电力电子积木）
2.1 组件的高压绝缘技术
2.2 转换效率
光伏并网逆变器中常用的效率概念：
最大效率 ηmax ： 逆变器所能达到的最大效率 欧洲效率 ηeuro ： 按照在不同功率点效率根据加权公式计算 加州效率ηcec ： 考虑直流电压对效率的影响，再次平均 MPPT效率ηmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度
2.7 电网锁相技术
发展方向：
1. 使用更精确的锁相电路 2. 如何克服在大功率并网时，电网电压采样
电路的波动影响
2.8 孤岛效应检测技术
孤岛效应的定义：
孤岛效应发生的机理
• 所谓孤岛效应是指当电网的部 分线路因故障或维修而停电时， 停电线路由所连的并网发电装 置继续供电，并连同周围负载 构成一个自给供电的孤岛的现 象。
光伏并网发电系统的功率流图
2.8 孤岛效应检测技术
逆变器中同时具有两种软件解决方案
• 被动检测： 电网电压的幅值、频率和相位。
当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率 和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳 变信号来判断电网是否失电。
•主动式检测：指对电网参数产生小干扰信号，
通过检测反馈信号来判断电网是否失电，其 中一种方法就是通过在并网电流中注入很小 的失真电流。通过测量逆变器输出的电流的 相位和频率，采用正反馈的方案，加大注入 量。从而在电网失电时，能够很快地检测出 异常值。
2.5 电磁兼容技术
1. 电磁干扰 对策： ➢ 隔离变压器 ➢ EMI滤波器 ➢ 控制算法 ➢ 拓扑结构
2.5 电磁兼容技术
2. 防雷和接地 ➢ 目前没有颁布明确的相关设计标准 ➢ 可以参考的标准：
✓ 《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000) ✓ 交流电气装置的接地 DL/ T 621 1997 ✓ IEC 60364-7-712-2002 ✓ IEC 61557-4-2007 ✓ SJ/T 11127-1997 光伏（PV）发电系统过电压保护－－导则
IEGT：电子注入增强栅晶体管
2.11 技术发展方向
逆变器将来的发展方向：
多用途逆变技术
• —— 夜间无功补偿功能（SVC） • —— 电网失电后的应急供电功能（EPS） • —— 动态电压支撑功能 • —— 数字化电网的一部分 （DPS） • —— 智能电网的一部分 （smart grid）
2.11 技术发展方向
•太阳电池方阵支架（固
定或自动跟踪）
•方阵汇流箱 •交、直流配电系统 •交直流电缆 •监测、计量、数采设备
（气象监测、数据采集 及传输等）
•其它硬件设备
2 大型光伏电站的关键技术及趋势
2.1 组件的高压绝缘技术 2.2 转换效率 2.3 可靠性（保护配置方式和种类） 2.4 输出电流总谐波 2.5 电磁兼容技术（电磁干扰，防雷，接地，浪涌,漏电等） 2.6 最大功率点跟踪方式 2.7 电网锁相技术 2.8 孤岛效应检测技术 2.9 并网电路拓扑结构 2.10 并网系统的群控、监控及调度技术 2.11 大规模应用的技术发展方向
低电流谐波？
4. 在弱网环境下，如何保证电流谐波？
2.5 电磁兼容技术
1. 电磁干扰
➢ 电网对逆变器产生的干扰：电压涨跌，频率 漂移，电气噪声，浪涌等。要求逆变器不能损坏。
➢ 逆变器对于电网产生的干扰： 电流谐波， 电压波动、电压闪变、无功功率、电网阻抗、干 扰叠加等。必须符合相关标准。
➢ 逆变器对于其他电器的干扰： 传导干扰，空 间辐射干扰等。必须符合相关标准。
最大效率 ηmax ： 96.8% 欧洲效率 ηeuro ： 96.1%
（ 在研新品ηmax ： 97.1% ηeuro ： 96.4%）
SG250K3的效率： 最大效率 ηmax ： 96.5% 欧洲效率 ηeuro ： 95.4% SG500KTL的效率： 最大效率 ηmax ： 98.5% 欧洲效率 ηeuro ： 98.3%
积极应对？ 还是 消极抵制？
3 光伏并网逆变器的市场及产业
• SMA • Ingeteam • KACO • Conergy • SATCON • Fronius • REFU • Xantrex • Siemens
3 光伏并网逆变器的市场及产业
40
2008年市场份额
35
30
25
20
15
10
5
0
● 计量认定、认证 ● 通讯技术 RS232
RS485 CAN Internet GPRS
4、电网调度技术
• 正常电网时的限功率运行 • 电网检修时的停机（计划性） • 电网故障时的急停（随机性） • 弱网时的调度策略 • 提供自动无功功率补偿
• 提供LVRT ，低电压穿越
2.11 技术发展方向
逆变器将来的发展方向： • MTFF （mean time to first failure） 首次故障时间目前为5年左右，
✓ 能够方便设定光伏阵列的串并联数 ✓可真实模拟单晶硅，多晶硅和非晶硅的U-I曲线 ✓ 最好具有短路特性。即真正为电流源特性 ✓ 功率容量需要达到100KW左右。
2.7 电网锁相技术
常用方法：
• 使用电压比较器和施密特触发器进行整形，
得到和电网电压完全同频同相的方波。
• 使用DSP芯片的CAPTURE口进行捕获。 • 软件中侦测到电网频率和相位。调整并网电
?具有独立性使用功率范围宽28孤岛效应检测技术采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器1常见大功率并网逆变器的系统结构29拓扑结构1常用大功率并网逆变器的系统结构低压输出接中压变压器方案29拓扑结构多个功率模块并联29拓扑结构1常见大功率并网逆变器的系统结构主电路采用三电平方案1常见大功率并网逆变器的系统结构29拓扑结构2未来发展方向多重叠加技术10mw系统29拓扑结构共用变压器逆变技术?优化直流母线电压升压变压器配置和变比避免重复升压提高系统效率?优先考虑当地用电负荷避免过多电能的远距离传送2未来发展方向29拓扑结构轻型直流输电2未来发展方向29拓扑结构多重叠加技术2未来发展方向29拓扑结构210群控监控及调度技术11并网逆变器的启动和停止控制早出晚归小型电站逆变器自己运算解决大型电站加装日照控制群体控制解决22并网逆变器轻载时的效率问题按需要逆变器逐个并联投运按光伏阵列并联支路分配逆变器210群控监控及调度技术3并网逆变器的信息交流技术计量认定认证通讯技术rs232rs485caninternetgprs44电网调度技术?正常电网时的限功率运行?电网检修时的停机计划性?电网故障时的急停随机性?弱网时的调度策略?提供自动无功功率补偿?提供lvrt低电压穿越逆变器将来的发展方向
伏系统。 • 国家法律和政策的大力支持。 • 中国城市现状 • 西部北部丰富的日照和土地资源
• /en/top50pv.php 世界前50大PV电站
1 大型光伏电站概述
•太阳电池 •大型并网逆变器 •电网接入系统（升压变
压器、交流断路器、计 量设备等）
常用MPPT算法: • 干扰观测法 （爬山法） P&O • 增量电导法 （di/dV＝－I/V） • 其他一些方法： 模糊控制，神经网络，自适应算法 等
2.6最大功率点跟踪（MPPT）
试验和测试手段：
• 在正常工作条件下测试MPPT算法将十分耗时，同时很难比对。 • 最佳的方法是使用光伏阵列模拟器 • 对于太阳能阵列模拟器要求：
不同日照量下的I-V和P-V特性曲线
2.6 最大功率点跟踪（MPPT）
1. 光伏系统中MPPT跟踪算法 MPPT的跟踪要求：
• 快速性 • 准确性 • 稳定性
特别是在弱光和多云的天气下，MPPT算法的优劣十分重要
2.6 最大功率点跟踪（MPPT）
MPPT核心控制思想是通过直流电压的扰动，判断 直流功率的变化，从而搜索到最大功率点。
多重叠加技术
2.10 群控、监控及调度技术
1、并网逆变器的启动和停止控制 ——“早出晚归” ● 小型电站，逆变器自己运算解决 ● 大型电站，加装日照控制、群体控制解决
2、并网逆变器轻载时的效率问题 ● 按需要逆变器逐个并联投运 ● 按光伏阵列并联支路分配逆变器
2.10 群控、监控及调度技术
3、并网逆变器的信息交流技术
2.9 拓扑结构
1 常见大功率并网逆变器的系统结构
采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器
2.9 拓扑结构 1 常用大功率并网逆变器的系统结构
低压输出接中压变压器方案
2.9 拓扑结构
1 常见大功率并网逆变器的系统结构
多个功率模块并联
2.9 拓扑结构
1 常见大功率并网逆变器的系统结构
主电路采用三电平方案
目前，先进水平： ηmax> 96.5% ηeuro>96%
2.2 转换效率
如何提高效率： • 拓扑结构 （boost ，单级， 三电平） • 器件： 功率器件，变压器，电抗 • 主功率器件开关频率 • 控制算法，调制方式，死区 • 其他细节： 辅助开关电源，风扇，散热器等
2.2 转换效率
SG100K3（新品） 的效率：
SMA
Ingeteam
Kaco
Fronius Solarmax Xantrex Siemens others
3 光伏并网逆变器的市场及产业
逆变器常用国际标准
• IEEE929-2000 Recommended practice for Utility Interface
of PV system.
• UL1741-2005 Standard for Static Inverters and Charge
目前国际标准要求<5%，但许多用户要求<3%
SG100K3: <3% 在额定负载时 SG250K3: <3% 在额定负载时 SG500KTL: <3% 在额定负载时
2.4 输出电流总谐波
新的研究方向：
1. 如何抑制低功率时的电流谐波？ 2. 如何抑制多台逆变器同时并网时电流
谐波的叠加问题？
3. 如何在电网电压谐波大时，仍旧保证
2.3 可靠性（保护配置方式和种类）
保护类型： • 电网电压过欠压 • 电网电压过欠频 • 交流短路保护 • 孤岛效应保护 • 逆变器过热保护 • 直流极性反接保护 • 直流过压保护 • 逆变器过载保护 • 逆变器对地漏电保护
2.4 输出电流总谐波
输出电流谐波抑制方法：
1. 拓扑结构选择： L-C ，L-C-L 2. 电感和电容参数的设计 3. 控制算法，PWM驱动方式 4. 采样精度 5. 运算精度
2.9 拓扑结构
2 未来发展方向
多重叠加技术 10MW 系统
2.9 拓扑结构
2 未来发展方向
共用变压器逆变技术
•优化直流母线电压、升压变压器配置和变比，避免重复升压，提高
系统效率
•优先考虑当地用电负荷，避免过多电能的远距离传送
2.9 拓扑结构
2 未来发展方向
轻型直流输电
2.9 拓扑结构
2 未来发展方向
2.8 孤岛效应检测技术
ENS模块
• 德国VDE126-1-1 要求并网逆变器系统中必须有独立的检测电网断 电的模块。 • 一般常用的方法是主动测量电网的阻抗。 • 当电网的阻抗发生突变或变得比较大时，则认为发生了孤岛。 • 当然，电压和频率的变化和超出范围也是重要依据。 • 具有独立性，使用功率范围宽
第三讲:大型光伏电站关键技术及展望
报告内容：
1 大型光伏电站概述 2 大型光伏并网发电的关键技术及发展趋势 3 光伏并网逆变器的市场及产业 4 合肥阳光电源公司相关产品及业绩1 大 Nhomakorabea光伏电站概述
大型光伏并网发电系统的应用越来越广泛 • 2008年，世界光伏电池产量6.9GWp。其中大于
600KWp以上的电站总和大约2GWp。 • 目前，最大的光伏并网电站，安装于西班牙的
Olmedilla，(Castila La Mancha) 。装机容量为60MWp。 安装时间为2008年。
1 大型光伏电站概述
中国适合发展大型光伏电站： • MW级光伏电站的大力推广，将有效降低太阳电池的成本和价格。 • MW级光伏电站在世界上已经有许多案例，均是比较成功的。 • 我国的若干大城市和西部地区也在积极探讨和尝试实施大型并网光
对于电网的挑战
• 风电和光伏发电的特点：波动性、不可控性
• 大型风场和荒漠电站：通常接入输电网，地点远离负荷中心， 接入的区域电网结构比较薄弱，大量光伏和风力功率的注入会 影响电网安全稳定运行，故对电网规划、运行带来新的挑战
• 小型分布式发电系统：传统配电网中潮流辐射式分布和传输， 节点调压能力有限，故将影响配电网的潮流方向、电压特性以 及电能质量等，为配电网设计和运行带来新的挑战
2.5 电磁兼容技术
2. 防雷和接地 ➢ 支架等电位连接 ➢ 太阳电池边框接地 ➢ 接地电阻的设计 （直流和交流） ➢ 接闪器的设计和布置（滚球法等） ➢ 低压电网和高压电网防雷和接地参考成熟设计
2.5 电磁兼容技术 2. 防雷和接地
•典型的直流和交流防雷 ，采用凯文接线
2.5 电磁兼容技术 2. 防雷和接地
大型光伏电池方阵的防雷
2.6 最大功率点跟踪（MPPT）
光伏电池在不同的日照和温度条件下，具有不同的MPP
I ( A)
4
3.5
I sc
3
2.5
Im
2
1.5
功率
1
0.5
0
0
5
电流 10
Vm
15
P(W )
60
Pm
50
40
30
20
Voc 10
20
25 0 U (V )
不同温度下的P-V特性曲线
太阳电池阵列的P-V特性
需要延长至十年。 • 对于将来光伏并网逆变器要求：高效率，高可靠性，长寿命，更
低成本 • 使用膜电容，电解电容的寿命有限
2.11 技术发展方向
逆变器将来的发展方向：
• 新的控制算法，更快，更强的数字信号处理器 （如DSP或ARM） • 更好的电力电子模块，目前 1200V3600A IGBT单管 • IGCT 器件， SIC器件，PEBB（电力电子积木）
2.1 组件的高压绝缘技术
2.2 转换效率
光伏并网逆变器中常用的效率概念：
最大效率 ηmax ： 逆变器所能达到的最大效率 欧洲效率 ηeuro ： 按照在不同功率点效率根据加权公式计算 加州效率ηcec ： 考虑直流电压对效率的影响，再次平均 MPPT效率ηmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度