光伏并网发电系统的分类及其结构

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独立光伏发电系统和并网光伏发电系统结构分析

独立光伏发电系统和并网光伏发电系统结构分析

独立光伏发电系统和并网光伏发电系统结构分析一、独立光伏发电系统独立型太阳能光伏发电系统的工作原理示意图如图1-6所示。

太阳能光伏发电的核心部件是太阳能电池板,它将太阳光的光能直接转换成电能,并通过控制器把太阳能电池产生的电能太阳能光伏发电系统设计施工与维护存储于蓄电池中。

当负载用电时,蓄电池中的电能通过控制器合理地分配到各个负载上。

太阳能电池所产生的电流为直流电,可以直接以直流电的形式应用,也可以用交流逆变器将其转换成为交流电,供交流负载使用。

太阳能发电的电能可以即发即用,也可以用蓄电池等储能装置将电能存储起来,在需要时使用。

图1-6独立型太阳能光伏发电系统工作原理二、并网光伏发电系统图1-7是并网型太阳能光伏发电系统工作原理示意图。

并网光伏发电系统由太阳能电池组件方阵将光能转变成电能,并经直流配线箱进入并网逆变器,有些类型的并网光伏系统还要配置蓄电池组存储直流电能。

并网逆变器由充放电控制、功率调节、交流逆变、并网保护切换等部分构成。

经逆变器输出的交流电供负载使用,多余的电能通过电力变压器等设备馈入公共电网(可称为卖电)。

当并网光伏系统因天气原因发电不足或自身用电量偏大时,可由公共电网向交流负载供电(称为买电)。

系统还配备有监控、测试及显示系统,用于对整个系统工作状态的监控、检测及发电量等各种数据的统计,还可以利用计算机网络系统远程传输控制和显示数据。

(a)并网光伏发电系统工作原理框图太阳能电池方阵太阳能控制器太阳能逆变器电网系统切换控制器并网蓄电池交流负载220V,频率50HZ(b)并网光伏发电系统工作原理案例图1-7 并网型太阻能光伏发电系统工作原理。

光伏并网发电系统的分类及其结构

光伏并网发电系统的分类及其结构

光伏并网发电系统并网太阳能光伏发电系统是由光伏电池方阵并网逆变器组成,不经过蓄电池储能,通过并网逆变器直接将电能输入公共电网。

并网太阳能光伏发电系统相比离网太阳能光伏发电系统省掉了蓄电池储能和释放的过程,减少了其中的能量消耗,节约了占地空间,还降低了配置成本。

值得申明的是,并网太阳能光伏发电系统很大一部分用于政府电网和发达国家节能的案件中。

并网太阳能发电是太阳能光伏发电的发展方向,是21世纪极具潜力的能源利用技术。

并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。

但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,因而没有太大发展。

而分散式小型并网光伏系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网光伏发电的主流。

概述太阳能发电是传统发电的有益补充,鉴于其对环保与经济发展的重要性,各发达国家无不全力推动太阳能发电工作,如今中小规模的太阳能发电已形成了产业。

太阳能发电有光伏发电和太阳能热发电 2 种方式,其中光伏发电具有维护简单、功率可大可小等突出优点,作为中、小型并网电源得到较广泛应用。

并网光伏发电系统比离网型光伏发电系统投资减少25 %。

将光伏发电系统以微网的形式接入到大电网并网运行,与大电网互为支撑,是提高光伏发电规模的重要技术出路,并网光伏发电系统的运行也是今后技术发展的主要方向,通过并网能够扩张太阳能使用的范围和灵活性。

特点及必要条件在微网中运行,通过中低压配电网接入互联特/超高压大电网,是并网光伏发电系统的重要特点。

并网光伏发电系统的基本必要条件是,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。

分类1、有逆流并网光伏发电系统有逆流并网光伏发电系统:当太阳能光伏系统发出的电能充裕时,可将剩余电能馈入公共电网,向电网供太阳能并网发电系统安装图片(2张)电(卖电);当太阳能光伏系统提供的电力不足时,由电能向负载供电(买电)。

并网光伏电站基本结构系统组成主要设备及性能简介

并网光伏电站基本结构系统组成主要设备及性能简介

并网光伏电站基本结构系统组成主要设备及性能简介概述并网光伏电站是将太阳能转化为电能并连接到电网的一种发电系统。

它由光伏组件、逆变器、变压器和配电系统等设备组成,主要用于向电网输送电能。

本文将对并网光伏电站的基本结构、系统组成、主要设备及其性能进行简述。

基本结构并网光伏电站基本结构包括太阳能光伏组件阵列、逆变器、变压器和配电系统。

太阳能光伏组件通过光伏效应将太阳能转化为直流电能,在经过逆变器的转换后,将直流电能转化为交流电能,并通过变压器进行电压调整,最后通过配电系统与电网连接,实现电能的输送。

系统组成1. 光伏组件光伏组件是并网光伏电站中最核心的组成部分,它由多个光伏电池组成。

光伏电池将太阳能转化为直流电能,并且具有自洁、优异的抗风、抗冲击性能。

在光伏电站中,光伏组件通常会被安装在支架上,以最大限度地吸收太阳能。

2. 逆变器逆变器是光伏电站中的核心设备之一,它将光伏组件输出的直流电能转换为交流电能,并确保输出功率符合电网要求。

逆变器具有高效率、稳定性和可靠性的特点,常见的逆变器类型包括集中式逆变器和分布式逆变器。

3. 变压器变压器是光伏电站中用于电压调整和输电的重要设备。

它将逆变器输出的交流电能的电压调整为适合电网输电的电压。

变压器还具有隔离电网的作用,确保电网的安全性和稳定性。

4. 配电系统配电系统是并网光伏电站中用于将电能输送到电网的系统。

它包括电缆、开关设备、电表计量等组成部分。

配电系统负责将逆变器转换后的交流电能通过电缆连接到电网,并进行相应的电能计量和记录。

主要设备及性能简介光伏组件•主要设备:太阳能光伏电池•性能特点:–高效转化太阳能为电能–自洁能力,能够减少灰尘和污染物对光伏板的影响–抗风、抗冲击性能良好,具有较长的使用寿命逆变器•主要设备:集中式逆变器、分布式逆变器•性能特点:–高效稳定的直流-交流转换效率–宽输入电压范围,适应不同光照条件下的电能输出–具有电网保护功能,能够自动检测并隔离故障变压器•主要设备:变压器装置•性能特点:–能够调整逆变器输出的交流电压,符合电网要求–具有隔离电网的作用,确保电网的安全性和稳定性–功率损耗小,能够提高系统的整体效率配电系统•主要设备:电缆、开关设备、电表计量等•性能特点:–通过合理的配电设计和设备选择,能够实现可靠的电能输送–具备相应的电能计量和记录功能,为电网管理提供数据支持–系统运行稳定,具有较高的安全性和可靠性总结并网光伏电站是一种利用太阳能发电的系统,它由光伏组件、逆变器、变压器和配电系统等设备组成。

第二章 单相光伏并网发电系统结构与工作原理

第二章  单相光伏并网发电系统结构与工作原理

第2章单相光伏并网发电系统结构与工作原理2.1单相光伏并网发电系统基本原理薔电池组图2-1典型光伏发电系统框图单相光伏并网发电系统由四部分组成,即太阳能电池方阵、蓄电池组、逆变器和控制器,其典型的系统框图如图2-1所示。

并网光伏发电系统的主要特点是,与公用电网发生紧密的电联系。

光伏发电系统多余的电力向电网供电,不足的电力由电网补。

其工作的基本原理是,太阳能电池方阵受到太阳辐照,通过太阳能电池的光生伏打效应,将太阳光能直接转换为直流电能,太阳能电池方阵的输出端经防反充二极管接至控制器。

控制器的一对输出端接至蓄电池组,对其进行充、放电保护控制;控制器的另一对输出端通过开关接至逆变器,将直流电逆变为交流电,可以向交流负载供电,也可以通过锁相环节向电网输出与电网电压同频、同相的交流电。

这样就构成了一个完整的发电、输电和供电系统。

对于光伏并网系统而言,将太阳能经光伏电池阵列转化成电能馈送给交流电网,其间能量的传递与转换可以有很多种方式,并网逆变器的结构也因而有所不同,可以是直接从太阳能电池到电网的单级DC-AC变换结构,也可以是DC-DC和DC-AC的两级变换结构。

对于小功率光伏并网发电系统,由于光伏电池阵列的输出电压比较低,因而更多的采用了先通过一级DC-DC变换器升压,然后再通过一级DC-AC逆变器的两级变换并网结构。

太阳能并网逆变器的控制目标是控制并网逆变器的输出电流为稳定的高质量的正弦波电流,同时还要求并网逆变器输出的电流与电网电压同频、同相,因此需要采用合适的控制策略以达到上述的控制目标。

2.2光伏发电系统逆变器的拓扑结构由于太阳能电池,燃料电池每个单元的输出电压较低,所以在串联数量很少的情况下,并网逆变器的输入电压较低,这样并网逆变器就需要具有直流电压的提升和逆变的功能。

通常并网逆变器依照级数可以划分为单级式逆变器和多级式逆变器。

单级指直流电压的提升和产生正弦波的输出电流或者输出电压在同一级电路中完成。

光伏发电基础知识

光伏发电基础知识
(三)光伏发电系统基本结构:
DC
照明负载
太 阳 能 电 池 板 控 制 器
DC DC-AC 逆 变 器 AC 蓄电池 AC
其它负载
照明负载
其它负载
(1) 太阳能电池板
单一的光伏元件的发电量很有限,使用中的太阳能电池板是由很多个光伏元件并联组成。它们排 列成陈列形式,并用钢化玻璃进行封装,可承受冰雹和强风的袭击。太阳能电池板的使用温度一般为 -40~+60℃,使用寿命为20~25年。 现在对太阳能电池的研究主要集中在提高光电转换效率和降低成本上。提高太阳能电池组件的 转换率、降低单位功率造价是太阳能光伏发电产业化的重点和难点。 (2)蓄电池 蓄电池将太阳能电池板产生的电能储存起来, 当光照不足或晚上,或者负载需求大于太阳能电池 板所发的电量时,将存储的电能释放以满足负载的能量需求,它是太阳能光伏系统的储能部件。 (3)控制器 控制器对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制,并按照负载的电源需求控制太阳能电池板和蓄 电池对负载的电能输出,包含蓄电池过充、过放、负载过流和防反充等保护电路。它是整个系统的核 心控制部分,保证系统能正常、可靠地工作,延长系统部件的使用寿命。控制器还要保证太阳能发电 系统始终处于发电的最大功率点附近,以获得最高效率。 随着光伏产业的发展,控制器的功能越来越 强大,有将传统的控制部分、逆变器以及监测系统集成的趋势。 (4)逆变器 太阳能电池组件的直接输出一般都是直流DC12V、DC24V、DC36V、DC48V。为能向AC220V的交流 电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变 器。逆变器按激励方式可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变,主要功能是将蓄电池的直流电逆 变成交流电。一般是通过全桥电路,采用处理器经过调制、滤波、升压后,得到与用电负载频率相

毕业设计(论文)光伏并网发电系统设计

毕业设计(论文)光伏并网发电系统设计

摘要随着社会生产的日益发展,对能源的需求量在不断增长,全球范围内的能源危机也日益突出。

地球中的化石能源是有限的,总有一天会被消耗尽。

随着化石能源的减少,其价格也会提高,这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。

可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源,特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。

其中太阳能资源在我国非常丰富,其应用具有很好的前景。

光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电,并回馈电网。

光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器,在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。

给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析,同时选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU,阐述了芯片特点及选择的原因。

并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。

文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了阐述并提出了针对本设计的实现方法。

最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。

文章的主要内容如下:1.目前国内外光伏发电的现状和发展前景,并对光伏并网发电系统的功能、分类和特点作了简单介绍,对光伏并网发电系统建立了一个总体认识。

2.研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性。

重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素,并得出相应的结论。

3.并网逆变器主要包括DC/DC及DC/AC两部分,文中分析了各部分设计重点,明确了选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU的原因及优点,同时给出了控制及软件实现方法。

4.光伏电池发电输出是非线性的,存在输出最大功率(CMPPT)跟踪问题。

本文阐述了常用的最大功率点跟踪方法,并结合本设计提出了改进方法。

使光伏电池工作于最大输出功率点上,获得高效功率输出。

5.在实际太阳能并网发电系统中,太阳能电池的输出及电网的电压是不断波动的,如何实现安全并网以及在运行中对各种故障的检测及报警进行了探讨,重点对“孤岛效应”进行了分析。

光伏并网发电系统的结构和基本原理

光伏并网发电系统的结构和基本原理

光伏并网发电系统的结构和基本原理1.1 光伏并网发电系统的组成及分类1.1.1 光伏并网发电系统的组成光伏并网发电系统是将太阳能电池发出的直流电转化为与电网电压同频同相的交流电,并且实现既向负载供电,又向电网发电的系统。

光伏并网发电系统主要由光伏阵列、并网逆变器、控制器和继电保护装置组成。

光伏阵列是光伏并网发电系统的主要部件,由其将接收到的太阳光能直接转换为电能。

目前工程上应用的光伏阵列一般是由一定数量的晶体硅太阳能电池组件按照系统需要的电压的要求串、并联组成的。

并网逆变器是整个光伏并网发电系统的核心,它将光伏阵列发出的电能逆变成220V/50Hz的正弦波电流并入电网。

电压型逆变器主要由电力电子开关器件组成,以脉宽调制的形式向电网提供电能。

控制器一般由单片机或DSP芯片作为核心器件,控制光伏阵列的最大功率点的跟踪、控制逆变器并网电流的功率和波形。

继电保护装置可以保证光伏并网发电系统和电网的安全性。

1.1.2 光伏并网发电系统的分类光伏并网发电系统有单级式光伏并网发电系统和两级式光伏并网发电系统。

单级式光伏并网发电系统中,并网逆变器要同时完成MPPT 和并网电流控制的任务,即保证光伏阵列输出功率最大化的前提下控制并网电流与电网电压同频同相;两级式光伏并网发电系统中,并网逆变器只需进行逆变控制,光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT )由前级DC/DC 变换器完成,并网逆变器通过控制DC/DC 变换器的输出电压实现系统功率平衡,并网逆变器控制的任务是保证输出电流与电网电压频率、相位完全一致。

1.2 光伏阵列模块工作点(MPPT )跟踪控制1.1.1 光伏阵列输出特性太阳能电池是利用半导体光伏效应制成, 它是将太阳辐射能直接转换为电能的器件。

太阳能电池电路模型见图2-1。

a:(I ph :光生电流, 正比于太阳能电池的面积和入射光的辐照度; I D :暗电流; R sh :旁路电阻; R s :串联电阻; R L :电池的外负载电阻; U oc :电池的开路电压。

光伏并网发电系统

光伏并网发电系统

光伏并网发电系统1. 概述光伏并网发电系统是一种利用太阳能光伏电池组将光能转化为电能,并通过并网逆变器将电能注入电网的发电系统。

它是清洁能源发电的重要组成部分,具有环保、可持续等优点,被广泛应用于家庭、工业和商业等领域。

2. 原理光伏并网发电系统的工作原理主要分为光电转换、电能调节和并网注入三个步骤。

首先,太阳能光线通过光伏电池组,光能转化为直流电能。

然后,通过光伏逆变器将直流电转化为交流电,并对电能进行调节,确保输出电压和频率符合电网要求。

最后,交流电能通过电网连接,供应给周围的电力用户使用。

3. 组件和设备光伏并网发电系统主要由光伏电池组、光伏逆变器、配电箱和计量装置等组件和设备构成。

3.1 光伏电池组光伏电池组是光伏并网发电系统的核心组件,由多个太阳能电池板组成。

它们将太阳能光线转化为直流电能,并提供给逆变器进行转换。

3.2 光伏逆变器光伏逆变器是光伏并网发电系统中的关键设备,负责将直流电能转化为交流电能,并实时监测并调节输出电压和频率,以满足电网的要求。

逆变器通常具有高效率、稳定性和安全性等特点。

3.3 配电箱配电箱用于分配光伏发电系统和电网之间的电能流向,确保发电系统与电网正常连接,并提供过电压和过电流保护功能。

3.4 计量装置计量装置用于测量光伏发电系统的发电量和电能消耗量,对系统运行情况进行监测和统计。

4. 运行流程光伏并网发电系统的运行流程分为系统启动、发电和停机三个阶段。

4.1 系统启动系统启动需要先将光伏电池组的直流电源与逆变器连接,并配置合适的工作参数。

逆变器根据配置参数开始运行并监测光伏电池组的电流、电压等信息。

4.2 发电在光伏电池组接收到阳光后,光能被转化为直流电能,通过逆变器转化为交流电能,并注入电网供电。

逆变器实时监测电网电压和频率,并调节输出电能以跟随电网的变化。

4.3 停机当光伏并网发电系统停止工作时,逆变器将停止输出电能并断开与电网的连接。

此时,光伏电池组暂停接收太阳能光线,系统进入待机状态。

太阳能光伏发电系统的分类、组成及工作原理介绍

太阳能光伏发电系统的分类、组成及工作原理介绍

太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。

这种技术的关键元件是太阳能电池。

太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

太阳能光伏发电的优点是较少受地域限制,因为阳光普照大地;光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。

一、太阳能光伏发电系统的分类太阳能光伏系统分为离网光伏发电系统、并网光伏发电系统和分布式光伏发电系统:1、离网光伏发电系统。

主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。

2、并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。

并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。

但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,还没有太大发展。

而分散式小型并网发电系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网发电的主流。

3、分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。

二、太阳能光伏系统的组成1、太阳能板:太阳能电池板是太阳能光伏系统中的核心部分,太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后,输出直流电存入蓄电池中。

太阳能电池板是太阳能光伏系统中最重要的部件之一,其转换率和使用寿命是决定太阳电池是否具有使用价值的重要因素。

2、控制器:太阳能控制器是由专用处理器CPU、电子元器件、显示器、开关功率管等组成。

3、蓄电池:蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。

4、逆变器:太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。

太阳能光伏并网发电及其逆变控制

太阳能光伏并网发电及其逆变控制

第3章光伏并网系统的体系结构3.1 集中式结构3.2 交流模块式结构3.3 串型结构3.4 多支路结构3.5 主从结构3.6 直流模块式结构3.7 小结参考文献第4章光伏并网逆变器的电路拓扑4.1 光伏并网逆变器的分类4.1.1 隔离型光伏并网逆变器结构4.1.2 非隔离型并网逆变器结构4.2 隔离型光伏并网逆变器4.2.1 工频隔离型光伏并网逆变器4.2.2 高频隔离型光伏并网逆变器4.3 非隔离型光伏并网逆变器4.3.1 单级非隔离型光伏并网逆变器4.3.2 多级非隔离型光伏并网逆变器4.3.3 非隔离型光伏并网逆变器问题研究4.4.多支路光伏并网逆变器4.4.1 隔离型多支路光伏并网逆变器4.4.2 非隔离型多支路光伏并网逆变器4.4.3 非隔离级联型光伏并网逆变器参考文献第5章光伏并网逆变器控制策略5.1 光伏并网逆变器控制策略概述5.2 基于电流闭环的矢量控制策略5.2.1 同步坐标系下并网逆变器的数学模型5.2.2 基于电网电压定向的矢量控制(VOC)5.2.3 基于虚拟磁链定向的矢量控制(VFOC)5.3 直接功率控制(DPC)5.3.1 瞬时功率的计算5.3.2 基于电压定向的直接功率控制(V-DPC)5.3.3 基于虚拟磁链定向的直接功率控制(VF-DPC) 5.4 基于LCL滤波的并网光伏逆变器控制5.4.1 概述5.4.2 无源阻尼法5.4.3 有源阻尼法5.4.4 基于LCL滤波的并网光伏逆变器滤波器设计5.5 单相并网逆变器的控制5.5.1 静止坐标系中单相并网逆变器的控制5.5.2 同步旋转坐标系中单相并网逆变器的控制参考文献第6章光伏发电的最大功率点跟踪(MPPT)技术6.1 概述6.2 基于输出特性曲线的开环MPPT方法6.2.1 定电压跟踪法6.2.2 短路电流比例系数法6.2.3 插值计算法6.3 扰动观测法6.3.1 扰动观测法的基本原理6.3.2 扰动观测法的振荡与误判问题6.3.3 扰动观测法的改进6.4 电导增量法(INC)6.4.1 电导增量法的基本原理6.4.2 电导增量法的振荡与误判问题6.4.3 电导增量法的改进6.5 智能MPPT方法6.5.1 基于模糊理论的MPPT控制6.5.2 基于人工神经网络的MPPT控制6.5.3 基于智能方法的MPPT复合控制6.6 两类基本拓扑结构的MPPT控制6.6.1 两级式并网光伏逆变器的MPPT控制6.6.2 单级式并网光伏逆变器的MPPT控制6.7 MPPT的其他问题6.7.1 局部最大功率点问题6.7.2 MPPT的能量损耗6.7.3 最大功率点跟踪的效率与测试参考文献第7章并网光伏发电系统的孤岛效应及反孤岛策略7.1 孤岛效应的基本问题7.1.1 孤岛效应的发生与检测7.1.2 孤岛效应发生的可能性与危险性7.1.3 并网逆变器发生孤岛效应时的理论分析7.1.4 孤岛效应的检测标准与研究状况7.1.5 并网光伏系统的反孤岛测试7.2 基于并网逆变器的被动式反孤岛策略7.2.1 过/欠电压、过/欠频率反孤岛策略7.2.2 基于相位跳变的反孤岛策略7.2.3 基于电压谐波检测的反孤岛策略7.3 基于并网逆变器的主动式反孤岛策略7.3.1 频移法7.3.2 基于功率扰动的反孤岛策略7.3.3 阻抗测量方案7.4 不可检测区域(NDZ)与反孤岛策略的有效性评估7.4.1 基于△P*△Q坐标系孤岛检测的有效性评估7.4.2 基于L×C坐标系孤岛检测的有效性评估7.4.3 基于负载特征参数Q×fn坐标系的有效性评估7.4.4 基于负载特征参数QxCmon坐标系的有效性评估7.4.5 多逆变器并联运行时的孤岛检测分析参考文献。

并网光伏发电系统类型结构说明及工作过程说明

并网光伏发电系统类型结构说明及工作过程说明

并网光伏发电系统类型结构说明及工作过程说明所谓并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。

并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏系统,也有分散式小型并网光伏系统。

集中式大型并网光伏电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。

但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大。

而分散式小型并网光伏系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是目前并网光伏发电的主流。

常见并网光伏发电系统一般有下列几种形式。

1.有逆流并网光伏发电系统有逆流并网光伏发电系统如图1-12所示。

当太阳能光伏系统发出的电能充裕时,可将剩余电能馈入公共电网,向电网供电(卖电);当太阳能光伏系统提供的电力不足时,由电网向负载供电(买电)。

由于向电网供电时与电网供电的方向相反,所以称为有逆流光伏发电系统。

1-12有逆流并网光伏发电系统2.无逆流并网光伏发电系统无逆流并网光伏发电系统如图1-13所示。

太阳能光伏发电系统即使发电充裕也不向公;电网供电,但当太阳能光伏系统供电不足时,则由公共电网向负载供电。

图1-13无逆流并网光伏发电系统3.切换型并网光伏发电系统切换型光伏并网发电系统如图1-14所示。

所谓切换型并网光伏发电系统,实际上是具有自动运行双向切换的功能。

一是当光伏发电系统因多云、阴雨天及自身故障等导致发电量不足时,切换器能自动切换到电网供电一侧,由电网向负载供电;二是当电网因为某种原因,然停电时,光伏系统可以自动切换使电网与光伏系统分离,成为独立光伏发电系统工作状态。

有些切换型光伏发电系统,还可以在需要时断开为一般负载的供电,接通对应急负载的供电,一般切换型并网光伏发电系统都带有储能装置。

图1-14切换型并网光伏发电系统。

光伏并网发电系统的分类及其结构

光伏并网发电系统的分类及其结构

光伏并网发电系统的分类及其结构一.可调度式与不可调度式目前常见的光伏并网发电系统,根据其系统功能可以分为两类:一种为不含蓄电池的“不可调度式光伏并网发电系统”;另一种为系统包括蓄电池组作为储能环节的“可调度式光伏并网发电系统”。

两者的系统配置示意图如图1和图2所示。

可调度式并网光伏系统设置有储能装置,兼有不间断电源和有源滤波的功能,而且有益于电网调峰。

但是,其储能环节通常存在寿命短、造价高、体积笨重以及集成度低的缺点,因此,目前这种形式的应用较少。

可调度式光伏并网发电系统与不可调度式相比,最大的不同是系统中配有储能环节,通常采用铅酸蓄电池组,其容量可根据实际需要进行配置。

在功能上,可调度式系统有一定扩展和提高,主要包括:(1)系统控制器中除了并网逆变器部分外,还包括蓄电池充放电控制器,根据系统功能要求进行蓄电池组能量管理。

(2)在交流电网断电时,可调度式系统可以实现不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)的功能,为本地重要交流负载供电。

(3)较大容量的可调度式光伏并网发电系统还可以根据运行需要控制并网输出功率,实现一定的电网调峰功能。

图.1 不可调度式光伏并网发电系统配置示意图图.2调度式光伏并网发电系统配置示意图虽然在功能上优于不可调度式光伏并网系统,但由于增加了储能环节,可调度式光伏并网系统存在着明显的缺点。

这些缺点是目前限制可调度式光伏并网系统广泛应用的主要原因,包括:(1)增加蓄电池组导致系统成本增加。

(2)蓄电池的寿命较短,远低于系统其他部件寿命:目前免维护铅酸蓄电池在合理使用下寿命通常为 3 到 5 年,而光伏阵列一般可以稳定工作 20 年以上。

(3)废弃的铅酸蓄电池必须进行回收处理,否则将造成严重的环境污染。

二.集中式发电与分布式发电根据光伏并网发电系统的规模和集中程度,可以将其分为集中式发电系统和分布式发电系统。

集中式发电系统可以看作一个太阳能发电站,其峰值功率可以达到上兆瓦,输出电压等级也较高,可以直接连入中压或高压输电网。

光伏发电系统的分类

光伏发电系统的分类

光伏发电系统的分类
答:光伏发电系统可以根据其应用形式、规模和负载类型进行分类。

一般分为独立系统、并网系统和混合系统。

以下是这三种系统的详细分类:
1.独立系统。

这种系统不依赖于公共电网,能够将太阳能直接转换为电能并储
存起来,适用于偏远地区或没有电网连接的地方。

独立系统可以是小型系统,如个人使用的太阳能充电器,也可以是大型系统,如工业、商业或公共设施的供电系统。

2.并网系统。

这种系统通过逆变器将太阳能产生的直流电转换为交流电,然后
并入公共电网。

并网系统可以是简单的直流系统,也可以是将电能同时并入电网和储存起来的混合系统。

并网系统的主要优势是可以在电网供电不稳定或不足时,利用太阳能发电,保证电力供应的连续性和稳定性。

3.混合系统。

混合系统结合了独立系统和并网系统的特点,既可以将多余的太
阳能电力储存起来,也可以在电网供电不足时使用储存的电力。

混合系统适用于那些需要同时考虑自发自用和向电网售电的场合。

光伏电站的基本组成及基本原理

光伏电站的基本组成及基本原理
应用于青海、西藏等无电地区或作为应急电源使用,功率300W-600W蓄电池蓄电池电压24VDC
图1:户用离网系统结构(500W)光伏组件
小型离网储能系统
InverterChargeController
户用控逆一体机图2:系统实物图
第 1 7
将提供380V 左右的串联电池板连接到充电控制器 给蓄电池充电经逆变器产生220 V/380VAC,用以为村庄或学校等供电。此系统不会接入交流供电线路,为“离网”应用。如图1所示:此系统功率较大,可为更多用户供电
功率优化器自动将组件开路电压限制 在1V, 直到逆变器给出开机指令,因 此,功率优化器对组件的安装人身安 全及屋顶系统电弧、火灾的风险有可 靠保护。
DC/DCInverterDC/DCHyocDCDC图7:功率优化器+逆变器并网系统
直流功率优化器并网系统
第 2 1
物花
DCDC
直流功率优化器并网系统
智能MPPT汇流箱集散式光伏逆变系统是分散式跟踪、集中逆变的并网方案,实现了每2~4串PV 组件对应1路MPPT的分散跟踪功能,光伏汇流箱输出电压升高到900V 后,至逆变室集中逆变,且逆变器的交流输出电压升高到570V。第 16 页电池组件
升压箱变1MW高效逆变器
集散型递变器大型电站并网系统
DC/DCDC900VDC/DCOOODC/DCDC/DC
光伏电站的基本组成及基本原理
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总体介绍-效果图
电池组件汇流箱直流配电柜
交流汇流箱交流部分 并网接入
总体介绍 - 设备组成
变换部分b
组串逆变器
交流配电柜
集中逆器
变压器
电网
总体介绍-发电原理光伏电站是利用一定数量太阳能电池组件串联后接收太阳光将辐射能转换为 一定电压(逆变器额定电压)和电流的直流电,通过逆变器将电池组件发出的直 流电逆变成符合需求的交流电,供负载使用。光伏组件 光伏汇流箱 逆变器 卖电电 网

光伏发电并网稳定性问题及解决方案

光伏发电并网稳定性问题及解决方案

光伏发电并网稳定性问题及解决方案第一部分光伏发电并网基础介绍 (2)第二部分并网稳定性问题概述 (5)第三部分电压波动问题及影响 (8)第四部分电流谐波问题及影响 (12)第五部分电能质量问题及影响 (15)第六部分解决方案:动态无功补偿 (18)第七部分解决方案:有源电力滤波器 (21)第八部分智能控制策略的应用 (23)第一部分光伏发电并网基础介绍光伏发电并网基础介绍2光伏发电系统概述光伏发电是利用太阳能电池将太阳辐射转换为电能的发电方式。

在光伏发电系统中,太阳能电池组件通过逆变器、汇流箱等设备与电网相连,实现电能的生产和输送。

3光伏发电系统的组成典型的光伏发电系统主要由以下几个部分组成:3太阳能电池组件:太阳能电池组件是光伏发电系统的核心部分,负责将太阳能转化为直流电。

4逆变器:逆变器是一种电力电子设备,负责将太阳能电池组件产生的直流电转换为可以并入电网的交流电。

5汇流箱:汇流箱用于汇集多个太阳能电池组件产生的电流,并进行电压调节和保护。

6监控系统:监控系统对整个光伏发电系统的工作状态进行实时监测和数据采集,以便于管理和维护。

7并网接口设备:并网接口设备包括断路器、隔离开关、计量装置等,用于保证光伏发电系统安全稳定地并入电网。

4光伏发电并网标准为了确保光伏发电系统能够顺利并入电网,国家和地区制定了相应的并网标准和技术规定。

例如,中国的《分布式电源接入配电网技术规定》和《光伏发电接入电力系统技术规定》等文件对光伏发电并网的技术要求进行了明确的规定。

5光伏发电并网稳定性问题尽管光伏发电具有清洁、可再生等优点,但在并网过程中仍然存在一些稳定性问题,主要包括以下几点:4输出功率波动:由于太阳能受天气和季节等因素影响较大,导致光伏发电输出功率不稳定,可能对电网造成冲击。

5频率调节能力有限:光伏发电系统不能像传统火电机组那样通过调整自身的出力来维持电网频率稳定。

6电压调节能力不足:当光伏发电系统并网时,可能会引起局部电网电压波动,从而影响供电质量。

光伏并网系统拓扑示意图

光伏并网系统拓扑示意图

光伏并网系统拓扑示意图光伏并网发电系统是指将光伏阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅值、同频、同相的交流电,并实现与电网连接的系统。

1.1 可调度式与不可调度式系统目前常见的光伏并网发电系统,根据其系统功能可以分为两类:一种为不含蓄电池的“不可调度式光伏并网发电系统”;另一种为系统包括蓄电池组作为储能环节的“可调度式光伏并网发电系统”。

两者的系统配置示意图如图1和图2所示。

可调度式并网光伏系统设置有储能装置,兼有不间断电源和有源滤波的功能,而且有益于电网调峰。

但是,其储能环节通常存在寿命短、造价高、体积笨重以及集成度低的缺点,因此,目前这种形式的应用较少。

可调度式光伏并网发电系统与不可调度式相比,较大的不同是系统中配有储能环节,通常采用铅酸蓄电池组,其容量可根据实际需要进行配置。

在功能上,可调度式系统有一定扩展和提高,主要包括:(1). 系统控制器中除了并网逆变器部分外,还包括蓄电池充放电控制器,根据系统功能要求进行蓄电池组能量管理;(2). 在交流电网断电时,可调度式系统可以实现不间断电源(UPS)的功能,为本地重要交流负载供电;(3). 较大容量的可调度式光伏并网发电系统还可以根据运行需要控制并网输出功率,实现一定的电网调峰功能。

虽然在功能上优于不可调度式光伏并网系统,但由于增加了储能环节,可调度式光伏并网系统存在着明显的缺点。

这些缺点是目前限制可调度式光伏并网系统广泛应用的主要原因,包括:(1). 增加蓄电池组导致系统成本增加;(2). 蓄电池的寿命较短,远低于系统其他部件寿命:目前免维护铅酸蓄电池在合理使用下寿命通常为3到5年,而光伏阵列一般可以稳定工作20年以上;(3). 废弃的铅酸蓄电池必须进行回收处理,否则将造成严重的环境污染。

图1 不可调度式图2 可调度式1.2 光伏并网发电系统的结构大多数用电设备以交流供电方式为主,光伏阵列发出的直流电需用逆变器将其转化为交流电供负载使用。

所以在光伏并网发电系统中,逆变器起到了关键的作用。

分布式光伏发电系统及并网研究

分布式光伏发电系统及并网研究

分布式光伏发电系统及并网研究一、概述随着能源危机的逐渐加剧,人们越来越关注可再生能源的开发和利用。

光伏发电作为一种清洁、环保、可再生的能源来源,被越来越多的人关注和应用。

为了有效利用光伏发电,提高电能质量,降低电能成本,分布式光伏发电系统应运而生。

本文主要研究分布式光伏发电系统及其并网问题。

二、分布式光伏发电系统1. 分布式光伏发电系统简介分布式光伏发电系统是一种将光伏发电设备分布在用户端、中小型电力网和城市建筑等用电负荷接近的地方,与电力网相结合的新型发电系统。

与传统集中式光伏发电相比,分布式光伏发电不仅能够降低输配电线路的损耗,提高电能质量,也能增加电力系统的可靠性,实现用户对自身能源的自主供应。

2. 分布式光伏发电系统结构分布式光伏发电系统包括光伏发电、逆变器、电网连接、能量计量和监控系统等部分。

其中,光伏发电主要是通过太阳能电池板将太阳能转化为直流电能,逆变器可将直流电能转化为交流电能,能实现光伏发电系统与电网的连接,而能量计量和监控系统则能够对能量进行计量和监视,实现对整个光伏发电系统的控制和管理。

3. 分布式光伏发电系统的优势分布式光伏发电系统具有以下优势:(1)节约用电成本。

使用分布式光伏发电系统可将电能产生地更加贴近用电负荷地,从而降低输配电线路的损耗,降低用电成本。

(2)提高电能质量。

分布式光伏发电系统可有效地消除电网母线谐波和浪涌,提高电能质量。

(3)提高电力系统的可靠性。

分布式光伏发电系统不仅能为自身供电,也可为电力系统提供备用电源,减少因单点故障而导致的停电。

(4)减少对环境的污染。

分布式光伏发电系统无污染,减少对环境的污染。

三、并网研究1. 分布式光伏发电系统与电网的连接形式分布式光伏发电系统与电网的连接方式包括并联型和串联型。

并联型是通过逆变器连接到电网上,无论是自用还是销售电力都可以进行;串联型与电网连接的方式为串联于电网之上,其接口端设有保护装置,一旦电网电压异常,就会自动断开与电网的连接。

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光伏并网发电系统的分类及其结构一.可调度式与不可调度式目前常见的光伏并网发电系统,根据其系统功能可以分为两类:一种为不含蓄电池的“不可调度式光伏并网发电系统”;另一种为系统包括蓄电池组作为储能环节的“可调度式光伏并网发电系统”。

两者的系统配置示意图如图1和图2所示。

可调度式并网光伏系统设置有储能装置,兼有不间断电源和有源滤波的功能,而且有益于电网调峰。

但是,其储能环节通常存在寿命短、造价高、体积笨重以及集成度低的缺点,因此,目前这种形式的应用较少。

可调度式光伏并网发电系统与不可调度式相比,最大的不同是系统中配有储能环节,通常采用铅酸蓄电池组,其容量可根据实际需要进行配置。

在功能上,可调度式系统有一定扩展和提高,主要包括:(1)系统控制器中除了并网逆变器部分外,还包括蓄电池充放电控制器,根据系统功能要求进行蓄电池组能量管理。

(2)在交流电网断电时,可调度式系统可以实现不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS)的功能,为本地重要交流负载供电。

(3)较大容量的可调度式光伏并网发电系统还可以根据运行需要控制并网输出功率,实现一定的电网调峰功能。

图.1 不可调度式光伏并网发电系统配置示意图图.2调度式光伏并网发电系统配置示意图虽然在功能上优于不可调度式光伏并网系统,但由于增加了储能环节,可调度式光伏并网系统存在着明显的缺点。

这些缺点是目前限制可调度式光伏并网系统广泛应用的主要原因,包括:(1)增加蓄电池组导致系统成本增加。

(2)蓄电池的寿命较短,远低于系统其他部件寿命:目前免维护铅酸蓄电池在合理使用下寿命通常为 3 到 5 年,而光伏阵列一般可以稳定工作 20 年以上。

(3)废弃的铅酸蓄电池必须进行回收处理,否则将造成严重的环境污染。

二.集中式发电与分布式发电根据光伏并网发电系统的规模和集中程度,可以将其分为集中式发电系统和分布式发电系统。

集中式发电系统可以看作一个太阳能发电站,其峰值功率可以达到上兆瓦,输出电压等级也较高,可以直接连入中压或高压输电网。

例如上世纪 90 年代在西班牙托莱多建成的兆瓦级太阳能电站,以及 1999 年在德国慕尼黑建成的与建筑集成的兆瓦级太阳能电站。

截止 2005 年,世界上最大的太阳能电站是安装在德国 Espenhain 的太阳能电站,装机容量 5.5MWP,由约33,500 个太阳能电池组件组成,于 2004 年 9 月开始正式运行。

图.3位于德国Espenhain 的 5.5MWP太阳能电站单个分布式光伏并网系统容量较小,一般在几个千瓦以下,目前在美国、欧洲和日本得到广泛应用的户用光伏并网系统(太阳能屋顶系统)都可以归入此类。

20 世纪 90 年代以来,美国先后制定和出台了包括国家光伏发展计划、百万太阳能屋顶计划、光伏先锋计划在内的众多光伏发展计划。

其中比较著名的是 1997 年提出的“百万太阳能屋顶计划”。

它规划到 2010 年为 100 万个美国家庭安装太阳能屋顶,每个光伏屋顶将有 3kWP-5kWP 的光伏并网系统。

在日本,截止 2004 财年底安装太阳能屋顶的住宅已经达到 20 万户,其中仅 2004 财年内就安装了超过 5 万套户用光伏并网系统。

在光伏并网系统的早期应用阶段,其并网发电的主要形式是集中式发电。

即通过数量很多的太阳能电池串联、并联后,达到较高的电压和功率等级,然后使用一个较大容量的并网逆变器将电能输送到电网。

这种方法带来一些弊端:(1)需要耐直流高压的电缆连接光伏阵列和并网逆变器。

(2)各组串联的太阳能电池的特性差异影响集中式太阳能电池最大功率点跟踪的效果。

(3)太阳能阵列上串联二极管所带来的损耗。

例如,当串联的太阳能电池组件中某一组件被阴影覆盖,这一组件不但不能输出功率,还会成为回路的负载,影响效率的同时还会引起太阳能电池的局部过热。

工作中的太阳能电池,某一组件被阴影完全覆盖会导致其内部温度高于环境温度 70℃以上,而其他正常工作的组件温度仅高于环境温度 22℃左右(环境温度为 12℃时),过热会严重影响太阳能电池的寿命。

同样,并联的太阳能电池阵列中,某一被阴影覆盖的太阳能电池组件也会影响太阳能电池阵列的整体效率。

虽然它本身仍在输出电能,但是整个并联输出的直流电压会被拉低很多。

为了解决直接串并联组成光伏阵列引起的匹配问题,研究人员提出了一种方案,该方案中,每个太阳能电池组件都由一个能量控制电路(Generation Control Circuit, GCC)来控制,这种控制方法减小了发生局部过热的可能。

光伏并网系统的另一种代表性技术方案是“串联型逆变器”(String-Inverter)。

即逆变器的输入端为一组串联的太阳能电池组件,从而可以达到较高输入电压。

但是,串联的太阳能电池组件内部的局部过热现象仍可能存在。

好处是减小了并联情况下二极管上的压降损耗。

模块化是上述问题的一个较好的解决方法。

将逆变电路与太阳能电池组件集成到一起。

这样可以完全消除光伏阵列与并网逆变器之间可能的不匹配。

由于每个太阳能电池组件都搭配了自己的逆变电路,局部过热问题得到了很好的解决,从而可以达到相对较高的效率。

基于该方案的模块化结构,如果集成逆变电路的太阳能电池组件能够实现“即插即用”和热插拔功能,那么系统的扩展和局部调整将会十分安全简便,这也给光伏并网系统的广泛应用带来了方便。

三.根据逆变器的拓扑结构和控制方式光伏并网发电系统中的并网逆变器的基本功能是相同的,即当光伏阵列输出在较大范围内变化时,能始终以尽可能高的效率将其输出的低压直流电转化成与电网匹配的交流电流送入电网。

光伏阵列输出的大范围变动,主要原因是白天太阳辐照度的变化,范围在 200W/m2到 1000W/m2之间。

大部分并网逆变器都采用了全桥结构的主回路拓扑。

换相方式主要有两种,分别是采用以电网 2 倍频率切换的并网换相(grid-commutated)方法和使用高频逆变电路的自换相(self-commutated)方法,如图 4 所示。

图.4并网逆变器的两种换相方式并网换相需要在逆变全桥之前电流波形已经整形成正弦半波;自换相方式则一般采用 PWM 调制或 Bang-Bang 控制。

并网换相的优点是逆变环节几乎不产生开关损耗。

但是,由于前一级直流变换器需要能输出正弦半波波形的电流,因此也可以看作将逆变环节的开关损耗转移到了直流变换环节。

含变压器的并网逆变器又分为工频变压器和高频变压器两类。

工频变压器的缺点比较明显,笨重、价格高、绕制麻烦。

现在使用较多的是高频变压器,最新的设计已经能将高频变压器磁芯和绕组集成在印制电路板上,甚至可以不用磁性元件。

并网逆变器拓扑设计除了要方便实现最大功率点跟踪外,还必须考虑以下其他问题:(1)成本低。

(2)效率高。

(3)寿命达到 25 年左右(太阳能电池组件的一般平均寿命)。

光伏并网发电系统的拓扑结构可以大致分为以下几种:1.式并网逆变器拓扑考虑光伏阵列输出电压较低的情况,单级式并网逆变器必须能在一个功率变换环节实现升压、最大功率点跟踪、DC/AC 逆变以及光伏阵列和电网之间的电隔离。

因此这种拓扑结构必须包括有变压器。

图5给出了一种单级式并网逆变器的实现方式,称为“双向回扫逆变器”(Bi-Directional Fly-Back inverter,BDFB)。

由于主回路具有双向电流导通能力,该逆变器可以保持输出电流的连续状态。

图.5单级并网逆变器拓扑结构:Bi-Directional Fly-Back inverter 这种拓扑的缺点在于,电网频率为 50Hz 时,相比两级和多级拓扑,光伏阵列输出直流母线电容上的 100Hz 纹波电压较大,而减小这些纹波就需要更大的母线电容容值。

还有一类单级并网逆变器拓扑,采用全桥逆变后通过工频变压器直接接电网。

由于使用了工频变压器,而且太阳能电池母线和电网之间没有能量解耦环节,一般认为这种拓扑的效率较低。

可能的解决方案是串联多个太阳能电池组件以达到足够的直流输出电压,通过全桥逆变和滤波后直接连接到电网,如图 6 所示:图.6无工频变压器的单级式光伏并网系统拓扑结构2.级式并网逆变器拓扑两级式并网逆变器拓扑是采用较多的主回路拓扑结构。

如果逆变器是自换相的,通过在 DC/DC 变换后高压直流母线上并联一个电容,可以很好的实现能量解耦。

主回路两级一般包括软开关 DC/DC 变换环节和自换相或电网换相的DC/AC 逆变环节,如图7所示。

图.7两级式并网逆变器拓扑结构框图图8给出了一种两级式并网逆变器,其拓扑与图7基本相同,不同处在于逆变桥除了 4 个开关管外,还增加了两个二极管,串联在桥臂中。

这种拓扑有两个优点:第一,夜间光伏阵列没有输出时,电网的交流电压不能通过逆变全桥上的反并联二极管整流到直流母线电容上,消除了夜间并网逆变器的待机损耗;第二,逆变全桥两个桥臂工作在不同频率,其中左桥臂为20kHz-80kHz,起正弦波调制作用,右桥臂为 2 倍电网频率,即 100Hz,起换相作用,这样可以把开关损耗降低一半。

图.8一种改进的两级式并网逆变器拓扑3.多级式并网逆变器拓扑多级拓扑设计会增加并网逆变器的复杂程度和成本,但这也给同时实现多种功能带来可能,包括:逆变桥低开关频率(100Hz);DC/DC 变换器正弦半波输出;光伏阵列与电网之间的能量解耦。

因此多级拓扑设计可以在降低损耗的同时达到很好的最大功率点跟踪特性。

一种多级拓扑的并网逆变器拓扑结构如图9所示:图.9种多级拓扑的光伏并网逆变器结构原理图该光伏并网逆变器有以下一些特点:(1)功率点跟踪由辅助电路实现,通过切换开关每 2s 接通辅助电路200us。

(2) BUCK 电路输出已经整形成为正弦半波。

(3)半桥升压电路为固定占空比(略小于 50%)驱动,无需外加控制。

(4)工作频率为 100Hz,只起换相作用。

它的缺点也比较明显,由于采用的是简化的最大功率点跟踪,不是真正的闭环控制,因此温度变化范围大时最大功率点跟踪效果相对较差,影响效率。

如图10所示一种多级式拓扑的并网逆变器。

第一级的 BOOST 电路起升压作用。

它将太阳能电池输出电压升高到 200V 左右,同时还实现最大功率点跟踪。

BOOST 电路中电感上还有一个绕组为辅助电源电路(Auxiliary Power upply Unit,APSU)供电。

第二级推挽电路控制输出电流波形为正弦半波,同时也实现电网和光伏的电隔离。

最后一级为 100Hz 逆变器,起换相作用。

由于升压比相对较大,三个变换环节中第一环节的 BOOST 电路是整个逆变器中损耗最大的部分。

以上几种并网逆变器都实现了相同的功能,即提高光伏阵列输出电压并逆变到电网。

逆变电路为半桥或全桥结构,开关频率从 100Hz 到几十 kHz,其中逆变电路开关频率为 100Hz 的情况是前一级输出电流为正弦半波,逆变电路只需实现换相功能;逆变电路开关频率为高频(几十 kHz 左右)时,前一级变换只需实现直流升压和最大功率点跟踪功能,这样也减小了对直流母线滤波电容的容值要求。

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