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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
光伏电站并网逆变器参数设计与分析
光伏电站并网逆变器参数设计与分析随着可再生能源的发展，光伏电站越来越成为人们广泛关注的话题。
而光伏电站的核心部件——并网逆变器，作为将直流电转换为交流电的关键设备，其参数设计对光伏发电系统的功率输出、效率和稳定性都有着至关重要的影响。
本文将对光伏电站并网逆变器参数设计与分析进行一些讨论。
一、并网逆变器概述并网逆变器，即将直流发电机产生的直流电转换为可在电网上供应的交流电的设备。
其工作原理是将光伏电池板直接输出的直流电，经过直流输入端子进入并网逆变器主电路，形成交流输出。
并网逆变器需要完成多个功能，包括最大功率追踪、干扰抑制、电网保护等。
二、逆变器参数设计光伏电站并网逆变器参数设计需要考虑多个因素，包括逆变器容量、直流输入电压范围、交流输出电压范围、最大功率点追踪、谐波抑制等。
以下分别进行讨论。
1、逆变器容量。
逆变器容量需要根据光伏电站的最大输出功率进行确定。
当光伏电池板所发出的直流电量超出逆变器容量时，穿透光伏电池板的直流电将形成损耗，使光伏电站的发电量降低。
2、直流输入电压范围。
在设计直流输入电压范围时，需要考虑光伏电池板的电池串并联情况、气温变化等因素，以确保逆变器能够合理工作。
3、交流输出电压范围。
交流输出电压范围需要与电网电压匹配，使得光伏电站输出的交流电能够直接进入电网。
4、最大功率点追踪。
最大功率点追踪技术是逆变器最重要的控制策略之一。
能够确保光伏电池板输出直流电的最大功率被充分利用。
因此，在设计逆变器的最大功率点追踪能力时，需要考虑其跟踪速度、跟踪精度等因素。
5、谐波抑制。
光伏电站并网逆变器产生的谐波会对电网产生干扰，甚至引起电网的振荡和系统损坏。
因此，逆变器需要具备谐波抑制能力。
在设计谐波抑制时，需要采用高效的滤波器和降噪装置，使阻抗等参数达到合适值。
三、逆变器参数分析逆变器参数分析是为了确定光伏电站并网逆变器的性能与特性，包括效率、稳定性、增益等。
以下分别进行讨论。
1、效率。
效率是一个逆变器的最重要特性指标之一。
光伏发电系统与并网逆变器设计与优化
光伏发电系统与并网逆变器设计与优化概述：光伏发电系统作为一种清洁能源而备受关注，其将太阳能转换为电能供应给家庭、工业和商业用户。
而并网逆变器则是将直流电能转化为交流电能，供给公共电网使用。
在设计和优化光伏发电系统与并网逆变器时，需要考虑多个因素，包括系统的可靠性、效率、成本以及对环境的影响。
设计要素：1. 光伏阵列设计：光伏阵列是光伏发电系统的核心部分，其设计要素包括光伏组件的选型、布局和安装角度等。
通过选择性能优良的光伏组件，合理布局并考虑日照角度，可以提高系统的发电效率。
2. 并网逆变器：并网逆变器是将光伏阵列产生的直流电能转化为交流电能，并注入公共电网。
在进行逆变器的选型时，需要考虑其额定功率、效率、电网适应能力以及保护功能等要素。
同时，为了满足电网的质量标准，逆变器还需具备功率因数校正等功能。
3. 电池储能系统：为了提高光伏发电系统的可靠性和适应性，可以考虑加入电池储能系统。
电池储能系统可以储存多余的太阳能，以便在夜间或低光照条件下使用。
设计电池储能系统时需要考虑其容量、充放电效率以及与光伏阵列和逆变器的协调工作等因素。
4. 电网接入方案：将光伏发电系统与公共电网连接起来是实现并网的关键。
设计合理的电网接入方案可以保证系统的稳定性和安全性。
需要考虑的因素包括电网的电压、频率、功率标准，以及与电网的并联方式等。
优化方法：1. 最大功率点追踪（MPPT）算法：光伏阵列的发电效率在一定程度上取决于光照条件。
通过使用高效的MPPT算法，可以追踪光伏阵列的最大功率点，使系统发电效率最大化。
2. 智能控制策略：利用智能控制算法，可以实现对光伏发电系统与并网逆变器的优化控制。
通过监测系统的工作状态和环境参数，智能控制策略可以实时调整系统的运行参数，以提高系统的整体性能。
3. 故障检测与维护：为了保证光伏发电系统的可靠性，需要实施有效的故障检测和维护策略。
通过使用故障检测算法和远程监测系统，可以及时发现和定位系统中的故障，并进行相应的维修与保养。
大型太阳能光伏电站并网逆变系统设计分析
《 ＋ 警 越培 ；
根据 这种控制算法调 整控制 网侧 负序 电流不平衡 控制系 统，通过实际应用 ，认为控制效果 比较理想。 ２ ． 直流 电压谐波 控制策略 。逆变器直流侧 电压控 制性能 要求 很高时需要抑 制 Ｐ Ｐ 。 。 ，使 ｑ 。 ＝ 《 ＝ ｐ 。 ＝ ｏ ，使逆变器二 次有功波 动为 ０ ，直接 抑制直流 略 电压二 次谐波 ，逆 变换之 后 略 获得 直流 电压谐波抑制 策略指令 如下 ：
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大型太阳能光伏电站并网逆变系统设计分析
田建 国
（ 英利新能源有限公 司，河北保定 ０ ７ １ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：主要研 究大型太 阳能光 伏 电站并 网逆 变系统设 计 ，总结 了大型 太阳能光伏 的特 点 ，并从光伏逆 变器三 相不平衡并 网控制策略 、Ｌ ＣＬ滤 波器设计 等设 计 内容入 手对大型太 阳能光伏 电站并 网逆 变系统设计进行 了讨论 。 关键词 ：大型光伏 ；并 网；逆 变系统
一
电流 指令 对 应 ， 可 得 ：
＋ 一
、
式中 Ｋ 一电压调节器 比例 ； Ｋ 一电压调节器积分增益 。 根据光伏并 网逆 变器正常运行 状态下 的指令需求 ，调整 交流 侧输 出功率 因数 为 １ ，此时 ｑ 。 ＝ ０ ，能够控 制平均单位功 率 因数 ，但 是系统瞬态无功功率存 在波动，获得 ｉ 。 、ｉ 之 后使用 Ｐ Ｉ调节 器进行 电流调 节，使用前馈解耦控制规律 ，获 得逆变器交流侧正序 电压最终控制指令如下 ：
并网发电光伏逆变器的设计要求
并网发电光伏逆变器的设计要求
1.高效率：
光伏逆变器的输出功率应尽可能的高，以提高光伏发电系统的发电效率。
逆变器的转换效率主要有两个方面决定，一是光伏逆变器自身的转换
效率，二是逆变器与光伏电池板的匹配程度。
2.稳定性：
逆变器需要具备较高的稳定性，能够适应各种环境条件下的工作要求。
在光伏发电系统中，逆变器一直在工作状态下，所以对其稳定性要求较高。
逆变器应能够在负载的冲击和突变的情况下保持工作正常，同时还要具备
一定的防雷和抗干扰能力。
3.安全性：
由于光伏逆变器的工作环境多为户外，所以要求逆变器具有防水、防尘、抗湿和抗腐蚀的能力。
逆变器的内部电路应具备过压、过流、过温和
短路保护功能，以保证逆变器和光伏发电系统的安全运行。
4.通信功能：
现代光伏逆变器还应具备一定的通信功能，能够实现与监控系统之间
的数据传输和交互。
通过通信功能，可以对光伏发电系统进行远程监控和
故障排除，提高系统的可靠性和管理效率。
5.设计可靠性：
光伏逆变器设计要具备可靠性，能够长时间、稳定地工作。
逆变器的
关键元器件应选择品牌优质、性能稳定可靠的产品，同时要有良好的散热
设计和合理的布局，以减少元器件之间的相互干扰。
总之，光伏逆变器的设计要求是多方面的，既要满足高效率、稳定性和安全性的要求，又要具备通信功能和可靠性。
在设计过程中，需要综合考虑各个方面，并根据实际需求进行相应的选择和优化，以满足光伏发电系统对逆变器的要求。
光伏发电并网大电网面临的问题与对策
1.1光伏电
通过合理的方式，对太阳能进行收集，并将其转化为电能，这种方式被称之为光伏发电。在光伏发电系统当中，起到关键作用的是设备内部的光伏元件。经过太阳的照射之后，会在元件的内部产生相应的电荷，并且电荷呈现非均匀性的分布，从而形成电势能，通过这种方式能够将太阳能转化为电能。在当今时代，光伏发电是对太阳能进行有效利用的关键技术之一，有利于人们对清洁可再生能源的充分利用。
3.2减少光伏微网的接入点
从当前光伏微网的发电及传输现状进行分析，其受限于气候环境，电池质量，转换率，配网搭建等方面的因素，在接入大电网运行中还存在较多的问题。具体分析光伏发电微网电能在接入并网大电网进行运行时，理论分析提升了资源的应用效率。但因电位差，电压波动，传输稳定性等方面的因素影响，实际发展中为有效地提升光伏发电并网大电网的运行质量，并且合理地发挥光伏发电的电能应用效果，减少光伏发电微网与大电网之间的接入点，为有效的改善对策之一。具体落实中首先针对光伏发电微网的发电电能，进行区域段的预先处理或储备，之后通过统一的线路支路接入大电网，以此减少光伏发电微网与大电网之间的接入支路。最终达到减少因支路接入过多引起的电位差过多，电压波动过多，传输波动等现象，造成大电网运行不良现象，保障光伏发电接入大电网并网运行的安全性和稳定性。
光伏发电并网大电网面临的问题与对策
摘要：随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的进步。光伏发电站是利用太阳能进行发电，是一种新能源，也是当前一种重要的发电手段，将光伏发电并网，将其并入大电网能有效的提高光伏发电的规模，更好的增强太阳能的实用范围，但光伏发电在并网的具体应用中，仍存在许多问题，妥善解决光伏发电系统接入大电网后的这些安全、高效运行的问题是关键，本文将从光伏发电系统及其并网的技术特点入手进行分析，对目前光伏发电并网的一些问题进行总结研究，并针对这些问题提出相应的解决措施。
大型集中式光伏电站并网设计要点研究
大型集中式光伏电站并网设计要点研究摘要：进入新时代，在社会快速发展下，人们的生活质量提高，对能源需求量增加。
目前，据国家能源局公布的数据，2022年全国光伏发电累计并网容量为392.04GW，其中集中式光伏电站并网容量为234.42GW。
从数据可知，光伏电站已经成为获取电能的重要途径之一，而集中式光伏电站必将成为未来的主流发展方向。
在这样的背景下，要对大型集中式光伏电站并网的设计要点进行重点分析，只有这样才能不断提高光伏电站并网水平。
文章以光伏电站并网的基本原理为基础，分析电力系统一次部分、二次部分的设计要点，并且举例对设计内容进行探讨。
关键词：集中式光伏电站；光伏并网；电气设计引言随着能源供给方式和结构转型，分布式光伏电站成为可持续发展能源的一个重要形式。
电气设计是分布式光伏电站建设中至关重要的环节。
对于电气设计而言，准确的技术分析和总结能够为分布式光伏电站的建设提供技术保障，提高发电能力和电网并网能力，降低建设成本和运行维护成本，为可持续能源的发展作出贡献。
然而，目前分布式光伏电站的电气设计技术和系统构建技术仍存在诸多挑战和难点，如何有效降低发电成本、提高电网接入并网功率、保障电站安全运行等方面，这些问题都须要相关人员进行认真思考和深入研究。
1光伏电站概述光伏电站主要是指通过太阳能用晶硅板、逆变器等特殊材料组成相应的发电体系，并连接电网将电力输送给电网的一种光伏发电系统。
光伏电站在我国具有较大的支持力度，属于绿色电力开发能源项目，一般可以根据蓄电池来分为带蓄电池独立发电系统以及不带蓄电池并网发电系统。
太阳能发电可以分为光热发电、光伏发电。
目前，一般以太阳能光伏发电为主。
而太阳能光伏发电系统主要包括蓄电池、光伏电池、交直流逆变器、控制器等元件。
蓄电池主要用于电力储存；光伏电池主要用于转换光电；交直流逆变器主要用于转换交直电流，并尽可能地将所有电能输送至电网；控制器能够对系统全过程进行控制。
在我国，太阳能资源处于丰富状态，可以充分运用太阳能来完成光伏发电。
光伏并网发电系统中逆变器的设计要点与控制策略
光伏并网发电系统中逆变器的设计要点与控制策略摘要：由于光伏并网发电系统的运行控制程序比较复杂，逆变器的设计与控制就成为了光伏发电的主要限制性因素。
目前针对光伏并网逆变器的研究已经取得了初步的成果，电力企业在实际应用过程中取得了良好的经济收益，满足了社会活动中电力能源的需求，对世界清洁能源获取途径的研究起到了重要的推动作用。
本文主要针对光伏并网发电系统中逆变器设计与控制进行分析。
关键词：光伏并网发电系统；逆变器；设计；控制引言所谓光伏并网发电系统，主要指的是将电网进行有效的连接，并且能够向电网准确输送电力的光伏发电系统，在光伏并网发电系统中，通过合理设计逆变器，并做好相应的控制工作至关重要，不仅能够提升光伏并网发电系统的安全性与可靠性，而且有效减少能源的损耗。
鉴于此，本文主要分析光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制要点，从而保证光伏并网发电系统能够更加安全稳定的运行。
一、合理设计与控制光伏并网发电系统中逆变器的重要作用现阶段，由于能源的损耗量逐年增加，造成严重的环境污染，降低人们的生活质量，通过合理设计光伏并网发电系统中的逆变器，并制定有效的控制措施，能够保证能源得到更加高效的利用，减少能源的损耗。
与石化能源相比，太阳能能源具有清洁、稳定等特点，为了保证太阳能能源得到有效利用，设计合理的光伏并网发电系统非常的重要，而逆变器能够将光伏阵列与电网进行有效连接，因此，妥善控制光伏并网发电系统中的逆变器至关重要。
在微电子技术高速发展的今天，传统的逆变技术已经不能够满足光伏并网发电系统的运行需求，想要不断提升光伏并网发电系统的总体运行效率，设计人员要结合逆变器的运行情况，做好相应的改进工作，并适当提高逆变器运行功率，扩大逆变器的应用范围。
通过合理与控制光伏并网发电系统中的逆变器，能够帮助设计人员更加全面的了解光伏并网发电系统逆变器内部结构，有效减少能源的浪费。
二、光伏并网发电系统对并网逆变器的选择要求并网逆变器是光伏发电系统的重要构件之一。
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③ 功率控制分析 根据PV特性分析，在电网电压跌落时，并网总功率减少，PV输出功率减少同时向最大功率 点右侧移动，即PV母线电压升高，PV电流减少。当前控制目标为并网电流以最大能力输出，同 时要求并网公共点电流具有高平衡度，电流负序分量需得到有效抑制。
④ 低电压穿越（ LVRT ）与 双电流坐标系控制（ DCC） 控制器设计采用双电流坐标系控制策略，综合了电网稳态不平衡与电网暂态故障情况下的 并网，充分考虑了低电压穿越过程与并网电流的平衡度的问题，提高了可靠性。
2、光伏并网逆变器的低电压穿越技术研究
---测试标准
中国： 《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》
德国： Medium Voltage Guideline/德国中压设备接 入导则（中高压系统）
2、光伏并网逆变器的低电压穿越技术研究
---国家电网测试标准
1.1U 1.0 UL0 电网故障引起的电压跌落 0.9
Bad! !
Good!!
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
DC-link设计
Bad! !
Good!!
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
吸收电路设计
作用：吸收DC-link杂散电感能量，降低IGBT关断 Vce 电压尖峰
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
损耗计算及热设计
通过计算及仿真确定IGBT损耗
---测试结果
实验室MPPT模式测试
CH1:Upv CH:Ia/2
CH1:Uab CH:Ia/2
3 弱光情况下的光伏并网问题分 析与研究
• 弱光情况下的光伏并网问题分析 • 目前解决方案对比 • 一种双滤波器（DF）的滤波技术 • 实验结果
3 弱光情况下的光伏并网问题分析与研究
大功率逆变器低负载率情况下的谐波抑制和效率提升技术
3 弱光情况下的光伏并网问题分析与研究
大功率并网逆变器电路结构
EMC filter
SIN Filter
IGBT Bridge LCL
EMC filter
PV Switch
GRID Switch
逆变器损耗主要包括：
IGBT损耗 + 滤波电抗器损耗 + 散热系统损耗
3 弱光情况下的光伏并网问题分析与研究
电网故障状态（三相短路、单相对地、两相短路）对逆变器控制器 主要影响分析：
① 锁相环分析
电网故障即使同时存在两相为0时，变压器低压侧也还有电压存在，但幅值不 平衡，相位也不平衡，所以锁相环主要作用是锁住电网电压正序分量矢量；控制器 设计目的也是基于锁住电压正序分量矢量。 a. 电网对称跌落下，锁相环锁相角度不受影响； b. 电网非对称故障（单相对地短路、两相间短路），锁相环需要锁住电压正序分 量矢量。 c. 采用双电流坐标系控制的情况下，正序坐标系使用正序的锁相角度θ+，负序坐 标系使用负序的锁相角度θ-。
1 集中式大功率光伏并网逆变器 的设计要点
• 大功率IGBT应用技术 • 母线电容寿命设计 • 输出sine滤波器设计 • 控制系统可靠性设计 • 系统自检设计
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
1.1大功率IGBT应用技术
集中式大功率光伏并网逆变器 主要用到的开关器件为大功率IGBT 模块，IGBT模块的可靠应用直接关 系到整个系统的稳定运行。 大功率IGBT应用的几个要点： 驱动电路设计 DC-link电路设计 吸收电路设计 损耗计算及热设计
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
1.3输出sine滤波设计
输出sine滤波器设计过程 以LC滤波器为例，主要通过仿真计算，在THDi、滤波电感、滤波电 容之间权衡，取优化值。
大LC=THD小（滤波器体积大）
小LC=THD大（滤波器体积小） 大L小C，电感成本大，系统空载损耗小
小L大C，电感成本小，系统空载损耗大
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
1.3输出sine滤波设计
输出sine滤波器中电感L的设计优化： a.通过软件仿真设计确定电感最优结构；
a c
H 2a
W
b
b.通过Ansoft 仿真设计，优化电感损耗（多段气隙等方案）； c.实验测试验证并优化设计；
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
基于Double Filter（ＤＦ）的大功率光伏并网逆变技术
-- 解决弱光情况下并网逆变器的谐波超标、效率较低问题。
SIN Filter
Slave
EMC filter
SIN Filter
IGBT Bridge Main
EMC filter
GRID Switch
PV Switch
3 弱光情况下的光伏并网问题分析与研究
0.8 光伏电站必须保持并网运行 0.6
保持并网
0.4
允许脱网
UL1 光伏电站可以从电网切除
0.2
1s
0 -1 0 T1 T2 T
光伏阵列并网点电 压跌落的时候，光 伏逆变器保持并网， 甚至向电网提供一 定的无功功率，支 持电网恢复, 直到 电网恢复正常（标 准规定时间内）， 从而“穿越”这个 低电压时间(区域)
IGBT并联技术
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
驱动电路设计 驱动电路设计好坏直接关系到IGBT的可靠工作。驱动电路的设计主要 依据IGBT特性决定。 考虑开关特性的驱动
考虑米勒特性的驱动
有源钳位驱动 驱动电阻选择要点
损耗 ：Eon 、 Eoff ！ 安全 ：RBSOA（安全工作区）！
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
驱动电路设计 a.驱动电阻优化及RBSOA测试 方法：双脉冲测试 用高压探头测试IGBT Vce电压 用罗氏探头测试Ic 用普通探头测试驱动
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
DC-link设计 设计要点：使IGBT与DC CAP之间回路Байду номын сангаас面积最小，减小主电路分布电感！！
电抗器损耗 IGBT总损耗 效率 铁损耗 342 450 558 660 894 1128 1374 1632 1908 2184 2472 220 220 220 220 700 700 700 700 700 700 700 700 铜损耗 31 61 138 244 175 311 486 700 953 1245 1575 1945 97.63% 98.54% 98.78% 98.88% 98.82% 98.93% 98.98% 98.99% 98.98% 98.97% 98.95% 98.85%
-100.0% 99.0% 98.0% 97.0% 96.0% 95.0% 94.0% 93.0% 92.0% 91.0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
行业共性技术难题
16.0% 14.0% 12.0% 10.0% 8.0% 6.0% 4.0% 2.0% 0.0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
通过热仿真软件优化散热器设计
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
IGBT并联技术
IGBT直接并联：驱动电路为统一芯片，主要关注主电路、驱动电路对称性设计。
driver
Ic
driver
bad
Ic
good
1 集中式大功率光伏并网逆变器的设计要点
IGBT并联技术
IGBT模块及并联：每个模块驱动电路各自独立，各驱动电路延迟较大，直接并联 很难均流，需要通过均流电感实现均流
UL0为正常运行的最低电压限值，一般取0.9倍额定电压。UL1为需要耐受的 电压下限，T1为电压跌落到UL1时需要保持并网的时间，T2为电压跌落到 UL0时需要保持并网的时间。推荐UL1设定为0.2倍额定电压，T1设定为1秒、 T2设定为3秒。
2、光伏并网逆变器的低电压穿越技术研究
---控制器设计
2、光伏并网逆变器的低电压穿越技术研究
---控制器设计
电网对称故障与非对称故障下逆变器低电压穿越控制方案
2、光伏并网逆变器的低电压穿越技术研究
---测试结果
LVRT国网现场测试
电网跌落
电网恢复
2、光伏并网逆变器的低电压穿越技术研究
---测试结果
LVRT国网现场测试
电网跌落
电网恢复
2、光伏并网逆变器的低电压穿越技术研究
Slave Filter Region
Main Filter Region
TBEA(NO DF) TBEA(DF)
10% 15% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
3 弱光情况下的光伏并网问题分析与研究
3.2 基于Double Filter（ＤＦ）的大功率光伏并网逆变技术
动态损耗 84 86 88 90 94 96 100 102 106 110 112 116
1
3090
3 弱光情况下的光伏并网问题分析与研究
3.2 基于Double Filter（ＤＦ）的大功率光伏并网逆变技术
--效率对比。
100.00% 99.00% 98.00% 97.00% 96.00% 95.00% 94.00% 93.00% 92.00% 91.00% 90.00% 5%
2、光伏并网逆变器的低电压穿越技术研究
---控制器设计
锁相环控制框图
2、光伏并网逆变器的低电压穿越技术研究
---控制器设计
② 电流环控制器 电网暂态故障下，保证电压环、电流环控制器响应及时，通过引入额定的电网电压前馈控 制来增加系统的响应速度，同时减少反馈的负担。系统控制量能够在电网故障的暂态过程中快 速给出，原因是PI控制器只调节电抗器上的压降，在总控制量中所占比例较低。