光伏并网逆变器设计方案讲解
光伏并网逆变器的程序设计流程
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三电平光伏并网逆变器的设计和仿真
三电平光伏并网逆变器的设计和仿真三电平光伏并网逆变器是一种逆变器，可将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电并注入电网中。
相较于传统的两电平逆变器，三电平逆变器具有较低的谐波畸变、较高的效率以及较低的损耗。
本文将主要介绍三电平光伏并网逆变器的设计和仿真。
首先，我们需要了解三电平光伏并网逆变器的工作原理。
该逆变器采用全桥拓扑结构，通过PWM控制技术将直流电转化为交流电。
在三电平拓扑中，单个逆变器开关可以处于三个可能的状态之一，产生三个不同的输出电平。
通过合理的控制逆变器开关状态，可以实现更接近纯正弦波形的输出。
接下来，我们需要进行三电平光伏并网逆变器的设计。
设计的关键步骤包括选择逆变器拓扑、选择开关器件以及设计控制策略。
逆变器拓扑的选择可以参考现有的研究成果和文献，如全桥拓扑、H桥拓扑等。
开关器件的选择需要考虑功率损耗、效率、成本等因素。
对于控制策略的设计，可以采用比例积分控制器，根据输入输出电流电压进行调节和控制。
设计完成后，我们可以使用电路仿真软件进行三电平光伏并网逆变器的仿真。
常用的电路仿真软件包括PSIM、Simulink等。
通过仿真，可以验证逆变器的性能以及输出波形是否满足要求。
在仿真过程中，需要输入逆变器的直流电源电压、负载的电阻值以及逆变器的控制信号等参数，以获取准确的仿真结果。
总结起来，三电平光伏并网逆变器的设计和仿真需要进行逆变器拓扑选择、开关器件选择以及控制策略设计等关键步骤，并可以通过电路仿真
软件进行验证。
这种逆变器在光伏发电系统中具有重要的应用价值，可以提高发电系统的效率和稳定性。
光伏并网逆变器硬件设计以及拓扑结构
光伏并网逆变器硬件设计以及拓扑结构首先，光伏并网逆变器的拓扑结构有很多种，常用的有串联逆变器、并联逆变器以及单相桥式逆变器等。
1.串联逆变器串联逆变器是将多个逆变单元串联在一起，通过分时工作的方式实现高电压输出。
它能够实现更高的输出功率和电压，适用于大容量的光伏发电系统。
2.并联逆变器并联逆变器是将多个逆变单元并联在一起，实现总输出功率的叠加。
它具有输出功率分散、可靠性高的特点，适用于小功率的光伏发电系统。
3.单相桥式逆变器单相桥式逆变器是采用单相桥式整流电路和逆变电路，能够实现交流输出。
它结构简单，适用于小功率的光伏发电系统。
选取逆变器的拓扑结构时，需要考虑光伏电池板的输出电压和功率以及电网的要求。
不同的拓扑结构有不同的特点和适用场景，设计者需要根据具体需求选择最合适的拓扑结构。
在硬件设计中，光伏并网逆变器的主要电路包括：整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等。
1.整流电路：用于将光伏板输出的直流电转换为交流电。
常见的整流电路包括单相全波桥式整流电路和三相全波桥式整流电路等。
2.滤波电路：用于去除转换过程中产生的谐波和噪声，保证逆变器输出的电流和电压的纯净度。
常见的滤波电路有LC滤波电路和LCL滤波电路等。
3.逆变电路：用于将直流电转换为交流电，并注入电网。
常见的逆变电路有全桥逆变电路和半桥逆变电路等。
4.控制电路：用于控制逆变器的输出电流和电压，以及保护逆变器的安全运行。
控制电路通常包括微控制器、驱动电路、保护电路等。
在硬件设计过程中，需要选取合适的元器件和电路参数。
如选择功率器件时需要考虑功率损耗、开关速度等因素；选择电容和电感时需要考虑峰值电流和谐振频率等因素。
同时，还需要设计合理的散热系统来保证逆变器的温度和性能稳定。
总而言之，光伏并网逆变器的硬件设计和拓扑结构是实现光伏发电系统有效注入电网的关键。
合理的硬件设计和拓扑结构能够提高逆变器的效率和可靠性，从而提高光伏发电系统的整体性能。
单相光伏并网逆变器的设计
单相光伏并网逆变器的设计
在设计单相光伏并网逆变器时，首先要确定逆变器的额定功率。
根据
光伏电池板的额定功率和数量，可计算出所需的逆变器功率。
此外，还需
要考虑逆变器的最大功率点跟踪（MPPT）性能，确保在不同的光照条件下
能够实时追踪光伏电池板的最大功率点，以提高系统的效率。
接下来，需要选择合适的逆变器拓扑结构。
目前常用的拓扑结构有单
级逆变器和多级逆变器。
单级逆变器结构简单，但效率较低，适用于小功
率应用；而多级逆变器结构复杂，但效率较高，适用于大功率应用。
根据
实际需求来选择适合的拓扑结构。
另外，在设计过程中还需要考虑到逆变器的控制策略。
一种常用的控
制策略是相位锁定环路（PLL）控制。
PLL控制可以确保逆变器输出的交
流电与公共电网同步，以避免发生干扰或相位不匹配。
此外，还需要考虑
到电流控制、电压控制、频率控制等方面的控制策略。
同时，逆变器的可靠性也是设计过程中需要考虑的重要因素。
在设计
中应选择可靠性较高的元件和材料，同时进行充分的散热设计，以确保逆
变器在长时间运行时不会过热受损。
最后，还需要在设计中考虑到逆变器的通信接口和监控系统。
逆变器
通常需要具备与电网通信以实现并网功能，并提供与用户的通信以方便监
控运行状态和故障诊断。
综上所述，单相光伏并网逆变器的设计需要考虑到逆变器的额定功率、拓扑结构、控制策略、可靠性以及通信接口等因素。
只有在全面考虑这些
因素的前提下进行设计，才能确保逆变器的性能和可靠性，并实现可持续
发展。
光伏并网逆变器硬件电路的设计
光伏并网逆变器硬件电路的设计光伏并网逆变器硬件电路的设计包括直流输入电路、逆变器电路、滤波器电路、控制保护电路等几个方面。
首先是直流输入电路，其主要功能是将光伏组件输出的直流电能输入到逆变器电路中。
直流输入电路一般采用串联电感、滤波电容、电流采样和限流保护等元件，保证直流输入电压稳定，并对电流进行监测和保护。
接下来是逆变器电路，其主要功能是将直流电能转换为交流电能。
逆变器电路一般采用全桥式电路，通过控制开关管的导通和断路，实现直流电能的逆变。
逆变器电路中包含开关管、滤波电容、谐振电感等元件，通过合理的设计，可以实现高效率的逆变效果，并保证逆变后的交流电能质量。
在逆变器电路的输出端，还需要设计滤波器电路，以提高逆变器输出电能的纯度和稳定性。
滤波器电路一般采用LC滤波器，通过合理的选择电感和电容值，可以滤除逆变器输出中的高次谐波成分，并减小交流输出电压的波动，提高并网逆变器的输出电能质量。
最后是控制保护电路的设计，主要用于监测逆变器电路的工作状态，实现对逆变器的控制和保护。
控制保护电路一般包括微控制器、电流、电压传感器等元件，通过采集逆变器输入输出电流和电压等参数，实时监测逆变器工作状态，并根据需要进行调整和保护。
光伏并网逆变器硬件电路的设计需要兼顾效率、性能和可靠性等多个方面的要求。
在设计过程中，需要合理选择电路元件的参数，进行电路优化和选型，以提高逆变器电路的效率和稳定性。
此外，还需要进行实际电路的布局和连接，确保电路的连接可靠和电磁兼容性良好，以保证光伏并网逆变器的长期可靠运行。
综上所述，光伏并网逆变器硬件电路的设计是光伏逆变器工作的基础和核心，在光伏逆变器系统中具有重要的作用。
通过合理的设计，可以实现光伏逆变器稳定高效的工作，提高光伏发电系统的电能质量和经济效益。
光伏发电并网逆变器设计及其控制实现
光伏发电并网逆变器设计及其控制实现光伏发电并网逆变器是一种将光伏电池组发出的直流电能转换为交流电能并与电网连接的装置。
它在光伏发电系统中起着重要的作用，能够将光伏电池组产生的直流电能转化为交流电能供电网使用，从而实现将太阳能转化为电能的目的。
本文将对光伏发电并网逆变器的设计原理及其控制实现进行详细介绍。
光伏发电并网逆变器的设计原理是将光伏电池组发出的直流电能经过逆变器的转换，变为符合电网要求的交流电能。
其主要功能包括功率调节、电网电压频率跟踪以及电网短路保护等。
在设计过程中，需要考虑逆变器的效率、可靠性以及控制精度等因素。
光伏发电并网逆变器的组成主要包括直流侧和交流侧两个部分。
直流侧主要由光伏电池组、直流输入滤波电路和直流侧逆变器构成。
交流侧主要由交流输出滤波电路、逆变桥和输出变压器构成。
在设计中，需要对每个部分进行设计和参数选择，以保证逆变器的正常运行。
光伏发电并网逆变器的控制实现主要包括两个方面：MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制和电网逆变控制。
MPPT控制是为了保证光伏电池组能够始终工作在最大功率点上，通过调整光伏电池组的工作电压和电流，以获得最大功率输出。
电网逆变控制是为了保证逆变器能够将直流电能转换为符合电网要求的交流电能，包括电压和频率的跟踪控制。
在MPPT控制方面，一般采用模拟控制和数字控制相结合的方式。
模拟控制主要通过比较光伏电池组输出电压和电流与最大功率点的关系，通过调整控制信号来实现。
数字控制是采用数字信号处理器（DSP）等处理器实现的，能够实时采集光伏电池组的输出电压和电流，并进行计算和调整。
在电网逆变控制方面，主要包括电网电压跟踪和频率控制两个方面。
电网电压跟踪是通过测量电网电压和逆变器输出电压的差值，并通过调整逆变器的控制信号来实现电网电压的稳定。
频率控制是通过测量电网频率和逆变器输出频率的差值，并通过调整逆变器的控制信号来实现电网频率的跟踪。
3000W光伏并网逆变器总体技术方案
3000W光伏并网逆变模块总体技术方案关键词：Mppt、Boost、全桥逆变、锁相、孤岛效应、EMC、EMI摘录：介绍了3000W光伏并网逆变器的拓扑结构、各单元功能及接口关系（暂缺），描述了该产品的关键技术方案。
1.模块原理方块图图13000W光伏并网逆变电源模块内部包括BOOST升压单元、全桥逆变单元、辅助电源单元、DSP控制单元、输入/输出EMI单元、HMI单元、通讯单元等电路。
BOOST升压单元是通过改变开关管的占空比来调节光伏电池工作电压Vpv以实现MPPT。
逆变单元是采用电压外环,电流内环的双环控制方法,电压外环控制逆变侧母线电容电压稳定在400V,电流内环控制并网电流实现并网。
辅助电源单元是将400VDC的母线电压转换为+12V、-12V、+5V为DSP控制电路、驱动电路、继电器控制电路、逐波限流、通讯等电源。
辅助电源拓扑采用常见的单端反激电路实现，控制芯片为UCC28C45。
DSP控制单元是该模块的核心控制单元之一，采用TI公司的2808芯片，结合相应的外围电路和软件，实现对整个模块的控制、检测、逻辑判断、故障诊断与告警、通讯等各种功能的综合管理与执行。
2.模块主电路图图2主电路关键器件选型3.单板技术方案3.1主功率板技术方案主功率板所负责的功能有主功率变换、辅助电源、EMI滤波、信号采样等功能单元。
3.2主电路如图23.3 辅助电源主板上除了主功率变换电路外，还有辅助电源电路。
辅助电源输入为400VDC，输出+12V，-12V，+5V。
+12V供给DSP控制板、主板检测、继电器控制等使用，-12V主要供给双电源运放使用，+5V给通讯单元。
辅助电源主拓扑采用单端反激拓扑。
3.4 显示板技术方案显示板采用LCD显示方式。
3.5 DSP板技术方案DSP板选用TI公司的TMS320F2808PZS，作为核心控制芯片，结合相应外围电路，构成模块核心控制单元，主要功能是完成模块的检测信号处理，逻辑、运算，实现对功率变换电路的实时控制，同时完成模块故障的诊断及与监控模块的通讯工作。
光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法
相关研究综述
太阳能光伏并网发电系统是将太阳能转化为电能并直接接入电网的系统。近年 来，针对该系统的研究主要集中在提高效率、扩大规模、降低成本以及改善并 网控制策略等方面。已有的研究成果包括对光伏电池模型的改进、并网逆变器 的设计以及系统优化配置等。实验研究方面，研究者们通过构建不同规模的实 验系统对各种控制策略和优化方法进行了验证和比较。
逆变器的基本原理
逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置，其在光伏并网发电系统中起着重 要的作用。当太阳能电池板产生直流电时，逆变器将其转换为交流电，以便与 电网连接并进行电力交换。逆变器的主要组成部分包括整流器、逆变桥和滤波 器，其工作原理是基于半导体开关器件的开关动作来实现电流的逆变。
逆变器的设计方法
光伏并网发电系统中逆变器的设计与控 制方法
目录
01 引言
03 逆变器的设计方法
02 逆变器的基本原理 04 逆变器的控制方法
目录
05 逆变器的应用场景
07 参考内容
06 结论
引言
随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益突出，光伏并网发电系统作为一种 清洁、可再生的能源形式，越来越受到人们的。逆变器作为光伏并网发电系统 的核心部件之一，其设计与控制方法对整个系统的性能和稳定性具有至关重要 的影响。本次演示将详细介绍逆变器的设计与控制方法在光伏并网发电系统中 的应用。
3、采用滤波技术：滤波技术是解决电磁兼容问题的重要手段之一。通过在系 统中加入滤波器，可以有效地滤除电网中的谐波和电磁噪声，提高系统的电磁 兼容性。
三、方法与技术
本次演示采用仿真和实验相结合的方法对光伏并网发电系统的电磁兼容性进行 研究。首先，利用仿真软件对不同因素引起的电磁干扰进行模拟分析，探讨其 传播途径和危害程度。同时，通过实验测试不同措施对提高系统电磁兼容性的 效果，为优化系统设计提供依据。
光伏并网逆变器硬件电路的设计
光伏并网逆变器硬件电路的设计
光伏并网逆变器是将光伏发电产生的直流电能转换为交流电能供应到公共电网的设备。
光伏逆变器的核心部分是逆变电路，该电路负责将直流电源转换为交流电源，并满足电网对交流电能的要求。
在设计光伏并网逆变器的硬件电路时，需要考虑以下几个方面：
1.逆变器的输入电路设计：光伏电池的输出电压通常为较高的直流电压。
在逆变电路中，需要使用电容、电感等元器件来进行滤波和降压，将电压调整为适合逆变器工作的范围。
2.逆变器的输出电路设计：逆变器的输出需要连接到公共电网中，因此需要满足电网对交流电源的要求。
输出电路通常包括滤波电路和功率放大电路，用于将逆变器输出的交流电能调整为电网标称电压、频率下的交流电能。
3.控制电路设计：逆变器的工作需要通过控制电路来实现。
控制电路包括信号采集、信号处理、PWM控制等功能。
采用微处理器或者单片机作为控制单元，可以实现对逆变器的控制和管理。
4.保护电路设计：逆变器在工作过程中可能会遭受各种故障，例如过压、过流、短路等。
因此，保护电路的设计非常重要，用于保护逆变器的安全运行。
保护电路通常包括过压保护、过流保护、短路保护等功能。
在设计光伏并网逆变器的硬件电路时，需要考虑到上述各个方面，确保逆变器的性能稳定、安全可靠。
同时，还需要根据光伏发电系统的具体要求，选择合适的元器件和电路结构，以提高逆变器的能效和可靠性。
总之，光伏并网逆变器硬件电路的设计是一个复杂而重要的工作，需要综合考虑多个因素并进行合理的设计和优化。
光伏并网逆变器总体方案
目录1简述 (3)1.1 功能 (3)1.2 引用文件 (3)1.3 模块划分 (3)2 硬件设计 (3)2.1 机箱结构 (4)2.1.1设计原则 (4)2.1.2箱体构成 (4)2.1.3部件安装关系 (5)2.1.4材料要求 (5)2.2 逆变器硬件电路 (5)2.2.1 主板设计 (5)2.2.1.1主电路设计 (5)2.2.2 IGBT驱动电路 (8)2.2.3 保护电路 (10)2.2.4 信号接口表 (11)2.3 DSC板设计 (13)2.3.1 DSC芯片介绍 (13)2.3.2 信号检测电路 (14)2.3.3模拟量输入 (15)2.3.4开关量输入 (15)2.3.5开关量和PWM输出 (15)2.3.5仿真器接口 (15)2.3.6通讯 (15)2.3.7基准电压的产生 (16)2.3.8电源 (16)2.3.9输入输出信号 (16)2.4 显示板 (18)2.5 逆变器供电模块 (18)3 控制方案设计 (18)3.1 控制模式选择 (18)3.2 光伏并网逆变控制策略 (19)3. 3 内环控制基本原理 (20)3.4 外环控制基本原理 (22)4.软件设计 (23)4.1 控制软件 (24)4.1.1控制软件功能 (24)4.1.2 控制软件时间性能 (24)4.1.3 其它设计 (24)4.1.4 底层软件设计 (24)4.1.5 DSC软件设计 (24)4.1.6 Mppt算法程序设计 (28)4.1.6.1 最大功率跟踪的原理 (28)4.1.6.2 逐步逼近法原理 (29)4.1.7 反孤岛算法程序设计 (31)4.1.7.1 孤岛效应 (31)4.1.7.2 孤岛检测 (32)4.1.7.2滑动频率偏移法 (32)4.1.8 保护 (36)4.1.8.1太阳能电池板 (36)4.2.8.2电网 (37)4.2.8.3功率 (37)4.2显示程序 (37)4.2.1 串口接收程序。
100kW光伏并网逆变器设计方案讲解
100kW光伏并网逆变器设计方案目录1. 百千瓦级光伏并网特点 (2)2 光伏并网逆变器原理 (3)3 光伏并网逆变器硬件设计 (3)3.1主电路 (6)3.2 主电路参数 (7)3.2.1 变压器设计............................................................................. 错误!未定义书签。
3.2.3 电抗器设计 (7)3.3 硬件框图 (10)3.3.1 DSP控制单元 (11)3.3.2 光纤驱动单元 (11)3.3.2键盘及液晶显示单元 (13)3 光伏并网逆变器软件 (13)1. 百千瓦级光伏并网特点2010年全球太阳能光伏发电系统装机容量将达到10000MWp（我国将达到400MWp），2010年以后还将呈进一步加速发展趋势。
百千瓦级大型光伏发电并网用逆变控制功率调节设备，成本低，效率高，容量大，被国内外光伏界公认为是适合大功率光伏发电并网用的最具技术含量、最有发展前景的新一代主流产品，直接影响到未来光伏发电的走向。
百千瓦级大功率光伏并网逆变电源其应用对象主要为大型光伏并网电站，从原理上讲，其并网控制技术与中小功率光伏并网系统的控制技术基本相同，但由于装置容量较大，在技术指标的实现达标和功能设计方面却有较大区别。
在技术指标上，主要会影响：1.并网电流畸变率在系统的额定容量达到一定数量级时，一些存在的技术问题将会逐步暴露并影响到系统的性能指标，其最重要的一点就是并网电流波形畸变率的控制和电流滤波方式。
该系统中的主变压器一般选择为三相Δ/Y型式，且容量较大，此时变压器的非线性和励磁电流对并网电流波形的影响不容忽视，否则会引起并网电流波形的明显畸变和三相电流不平衡。
2.电磁噪声由于是三相桥式逆变结构，受IGBT功率模块的开关频率限制及考虑系统的效率指标，系统的电流脉动要远高于中小功率系统，对电流的滤波和噪声控制需要特别注意，此时对系统的滤波电路设计和并网电流PWM控制方式的研究至关重要。
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。
光伏并网微逆变器的设计
光伏并网微逆变器的设计
1 光伏并网微逆变器简介
光伏并网微逆变器（Grid-tied Micro Inverter）是一种用于开
放式光伏系统的新型变换器，可以准确地将由多路太阳能单元收集的
直流能量转换为平衡的交流电能，然后将其输入到电网或本地负载中。
本设计的微逆变器的目的是研发一种适用于开放式光伏系统，可以实
现最优性能、最低成本以及最短运行时间的设备。
2 微逆变器设计原理
微型逆变器的设计原理是利用其底层发电系统“多路太阳能细胞”（Multi-junction Solar Cells）以及每个太阳能细胞交流输出最优
性能的控制逻辑。
首先，每个太阳能细胞根据其能量来划分不同等级；然后，不同等级的太阳能细胞会产生不同的相位和功率；最后，对于
每个太阳能细胞的相位和功率，根据功率曲线分析及最优化算法，以
及直流母线输出功率最大化，从而使发电系统输出最大功率。
3 硬件要求
微型逆变器硬件系统包括控制器和变换器。
控制器通过调节DC母
线及太阳能单元输出电流来实现最优化的输出效果，而变换器则利用
半导体元件的高速PWM技术来输出 AC 脉冲信号，使得逆变器能够精
确通过调节脉冲宽度调控 AC 电压，而不受 AC 电压的范围限制。
4 其他考虑因素
在微逆变器的设计中，除了硬件设计外，还必须考虑应用场景周围环境因素，比如温度等，否则可能会对设备造成严重损害。
此外，对微型逆变器的设计还需要考虑其安全性问题，即放电防护及湿度防护等，确保微逆变器的安全工作。
5 结论
由于光伏并网微逆变器能够极大提高开放式光伏系统的性能以及效率，因此本设计的微型逆变器将成为未来光伏系统中不可或缺的组成部分。
并网光伏电站设计—逆变器 PPT课件
2020/4/1
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7、其他器件的选择
（1）断路器：由于光伏阵列的电压范围为2001000V，所以直流断路器耐压至少为1000V，最 好为1500V。
（2）熔断器：熔断器的最小等级可由光伏组件的 短路电流计算而得。一般系统中使用的熔断器及 连接线的电流额定值应满足最小1.56倍的Isc的值。
例如，每路光伏组串最大Isc电流为7A，，那么熔 断器的电流等级应为7A×1.56=11A。
网发生故障时，超级电容器放电给并网点注入能量， 提供并网点的支撑电压，可以继续使光伏设备并网 工作正常运行； b、用无功补偿设备 电网侧发生瞬时故障时，光伏电站本身不能提供瞬 间的电压支撑，容性动态无功补偿装置可释放无功 能量，显著提供光伏电站各母线电压，增强光伏电 站低电压穿越能力。 4、孤岛监测保护功能
（3）停机。当光伏电池阵列输出功率减小，逆变 器输出功率接近于零时，逆变器便进入待机状态。
2020/4/1
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2、最大功率跟踪（MPPT）控制功能
（1）最大功率最佳工作点。光伏电池阵列的 输出是随太阳辐射强度和光伏组件自身温度而 变化的，光伏电池输出电压和电流呈非线性关 系变化，其输出功率也随之改变。
2020/4/1
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标称放电电流（In）：In（8/20μs）≥20kA
2020/4/1
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c、电压保护水平（Vp）：
汇流箱参数：额定直流电 电压保护水平Vp/kV
压Vn/V
Vn≤60
<1.1
60<Vn≤250
<1.5
250<Vn≤400
<2.5
400<Vn≤690
<3.0
690<Vn≤1000
光伏并网逆变器设计方案讲解
光伏并网逆变器设计方案讲解光伏并网逆变器是将光伏发电系统中产生的直流电转换为交流电，并与电网进行并联供电的装置。
光伏并网逆变器设计方案包括逆变器的工作原理、逆变器的拓扑结构、逆变器的控制策略、逆变器的保护措施等内容。
下面将对这些方面进行逐一讲解。
首先，光伏并网逆变器的工作原理是将光伏电池组件吸收到的太阳能转换为直流电，然后通过逆变器将直流电转换为交流电，并将其注入电网中。
其主要作用是确保光伏电池组件输出功率的最大化，并保证与电网的安全连接。
其次，光伏并网逆变器的拓扑结构有多种选择，如单桥、双桥、全桥等。
其中，全桥结构是应用最广泛的一种拓扑结构，其具有输入电压范围广、功率因数调节范围宽、输出电压波形精度高等特点。
光伏并网逆变器还使用了多种控制策略，如MPPT（最大功率点跟踪）、PWM（脉宽调制）和ZVS（零电压开关）。
MPPT控制策略可以通过对光伏电池组件的电流和电压进行监测，找到输出功率的最大点，从而实现最大功率的提取；PWM控制策略可以通过对逆变器的开关器件的控制，获得所需的输出电压和频率；而ZVS则可以降低逆变器的开关损耗，提高逆变器的效率。
最后，光伏并网逆变器还需要采取一些保护措施，以提高光伏系统的可靠性和安全性。
其中，最常见的保护措施有电压保护、过流保护和过温保护。
电压保护可以通过对逆变器输出电压的监测，当电压过高或过低时，自动切断逆变器与电网的连接，以避免损坏设备；过流保护可通过对逆变器输出电流的监测，当电流超过额定值时，及时限制输出功率，以确保设备安全运行；过温保护可通过对逆变器内部温度的监测，当温度过高时，自动降低工作频率或停机。
综上所述，光伏并网逆变器设计方案包括逆变器的工作原理、拓扑结构、控制策略和保护措施等多个方面。
只有在合理选择光伏并网逆变器的拓扑结构、制定适当的控制策略和采取有效的保护措施，才能使光伏发电系统稳定高效地向电网输出电能。
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。
正文三相PWM光伏并网逆变器设计
正文三相PWM光伏并网逆变器设计近年来，由于能源需求的增长和环境问题的日益严重，人们对可再生能源尤其是光伏能源的利用越来越关注。
而光伏并网逆变器作为光伏发电系统中的重要组成部分，起着将光伏电池板产生的直流电转换为交流电并注入电网中的作用。
本文将对三相PWM光伏并网逆变器的设计进行详细介绍。
首先，三相PWM光伏并网逆变器是基于电力电子技术和控制技术的研究成果，其主要组成部分包括输入端的光伏电池板、滤波器、逆变器、控制电路等。
整个系统的工作原理是将光伏电池板产生的直流电通过滤波器进行滤波处理，然后经过逆变器将直流电转换为交流电，并通过控制电路对逆变器的输出进行控制，最终将交流电输入到电网中。
在具体的设计过程中，首先需要进行逆变器的拓扑结构选择。
目前较为常用的逆变器拓扑结构有单相全桥拓扑、三相桥臂拓扑等。
在本文中，我们选择了三相桥臂拓扑结构，因其具有输出电流平稳、谐波较小等优点。
其次，需要进行逆变器的控制策略选择。
常见的控制策略有三角波PWM控制策略、SVPWM控制策略等。
本文选择了SVPWM控制策略。
SVPWM控制策略是一种基于空间向量调制的控制方法，具有输出电压波形好、谐波较低等优点。
接下来，对逆变器的电路参数进行设计和计算。
电路参数包括滤波器的电感和电容值、逆变器功率器件的选型等。
在设计和计算过程中，需要考虑到系统的稳定性和效率等因素，保证逆变器在长时间运行中的可靠性。
最后，进行逆变器的控制电路设计。
控制电路主要包括计算机控制和PWM信号生成等部分。
计算机控制部分负责对逆变器输出的电流和电压进行监测和控制，PWM信号生成部分负责生成SVPWM信号，控制逆变器输出的电流和电压波形。
综上所述，三相PWM光伏并网逆变器的设计涉及到逆变器拓扑结构的选择、控制策略的选择、电路参数的设计和计算以及控制电路的设计等方面。
通过合理选择和设计，可以实现光伏能源的高效利用，并将产生的电能注入到电网中，为能源环境问题的解决做出贡献。
光伏逆变器设计方案
光伏逆变器设计方案基于光伏并网逆变器的基本原理和控制策略，设计了并网型逆变器的构造，其采用了内置高频变压器的前后两级构造，即前级DC/DC高频升压，后级DC/AC工频逆变。
该设计模式具有电路简单、性能稳定、转换效率高等优点。
在能源日益紧张的今天，光伏发电技术越来越受到重视。
太阳能电池和风力发电机产生的直流电需要经过逆变器逆变并到达规定要求才能并网，因此逆变器的设计关乎到光伏系统是否合理、高效、经济的运行。
1、光伏逆变器的原理构造光伏并网逆变器的构造如图1所示，主要由前级DC/DC 变换器和后级DC/AC逆变器构成。
其基本原理是通过高频变换技术将低压直流电变成高压直流电，然后通过工频逆变电路得到220V交流电。
这种构造具有电路简单、逆变电源空载损耗很小、输出功率大、逆变效率高、稳定性好、失真度小等优点。
图1光伏逆变器构造图逆变器主电路如图2所示。
DC/DC模块的控制使用SG3525芯片。
SG3525是双端输出式SPWM脉宽调制芯片，产生占空比可变的PWM波形用于驱动晶闸管的门极来控制晶闸管通断，从而到达控制输出波形的目的。
作为并网逆变器的关键模块，DC/AC模块具有更高的控制要求，本设计采用TI公司的TMS320F240作为主控芯片，用于采集电网同步信号、交流输入电压信号、调节IGBT 门极驱动电路脉冲频率，通过基于DSP芯片的软件锁相环控制技术，完成对并网电流的频率、相位控制，使输出电压满足与电网电压的同频、同相关系。
滤波采用二阶带通滤波器，是有源滤波器的一种，用于传输有用频段的信号，抑制或衰减无用频段的信号。
其可以有效地滤除逆变后产生的高频干扰波形，使逆变后的电压波形到达并网的要求。
图2逆变器主电路2、DC/DC控制模块SG3525是专用于驱动N沟道功率MOSFET的PWM 控制芯片。
SG3525的输出驱动为推拉输出形式，可直接驱动MOS管；内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM 锁存器，具有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比。
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100kW光伏并网逆变器设计方案目录1. 百千瓦级光伏并网特点 (2)2 光伏并网逆变器原理 (3)3 光伏并网逆变器硬件设计 (3)3.1主电路 (6)3.2 主电路参数 (7)3.2.1 变压器设计............................................................................. 错误!未定义书签。
3.2.3 电抗器设计 (7)3.3 硬件框图 (10)3.3.1 DSP控制单元 (11)3.3.2 光纤驱动单元 (11)3.3.2键盘及液晶显示单元 (13)3 光伏并网逆变器软件 (13)1. 百千瓦级光伏并网特点2010年全球太阳能光伏发电系统装机容量将达到10000MWp（我国将达到400MWp），2010年以后还将呈进一步加速发展趋势。
百千瓦级大型光伏发电并网用逆变控制功率调节设备，成本低，效率高，容量大，被国内外光伏界公认为是适合大功率光伏发电并网用的最具技术含量、最有发展前景的新一代主流产品，直接影响到未来光伏发电的走向。
百千瓦级大功率光伏并网逆变电源其应用对象主要为大型光伏并网电站，从原理上讲，其并网控制技术与中小功率光伏并网系统的控制技术基本相同，但由于装置容量较大，在技术指标的实现达标和功能设计方面却有较大区别。
在技术指标上，主要会影响：1.并网电流畸变率在系统的额定容量达到一定数量级时，一些存在的技术问题将会逐步暴露并影响到系统的性能指标，其最重要的一点就是并网电流波形畸变率的控制和电流滤波方式。
该系统中的主变压器一般选择为三相Δ/Y型式，且容量较大，此时变压器的非线性和励磁电流对并网电流波形的影响不容忽视，否则会引起并网电流波形的明显畸变和三相电流不平衡。
2.电磁噪声由于是三相桥式逆变结构，受IGBT功率模块的开关频率限制及考虑系统的效率指标，系统的电流脉动要远高于中小功率系统，对电流的滤波和噪声控制需要特别注意，此时对系统的滤波电路设计和并网电流PWM控制方式的研究至关重要。
由于系统的dv/dt、di/dt和电流幅值较大，其EMI和EMC的指标实现可能存在技术难度，由于系统的噪声可能影响其电流、功率的检测和计算精度，在最大功率跟踪和孤岛效应识别等方面的影响还难以预计。
在技术指标上，主要考虑：1)主电路工艺结构设计2)散热工艺结构设计3)驱动方式设计2 光伏并网逆变器原理光伏并网发电系统将光伏阵列的直流电能转换为与电网同频同相的交流电能馈送给电网，并保证具有较高的并网功率因数。
光伏系统并网的三相逆变器的开发有多种思路。
设计决策的关键在于实现一个良好的系统并且使其满足客户的需要。
在5kW到1MW容量之间的较大规模光伏系统已日趋普及，随之而来的是光伏系统工业中三相并网逆变器重要性的提升。
2.1 光伏系统组成一个所谓的光伏系统包括一个光伏阵列及许多称作系统平衡(BOS)的部件，这些部件对使太阳能加以利用懂得准备工作是必需的。
一般来说一个光伏装置如图2-1所示。
图2-1 一个光伏系统的基本组成光伏阵列发出夹有变化的电压及电流的直流电，它可以直接向直流负载供电。
如果要向交流负载供电，就需要通过一个逆变器将光伏阵列发出来的直流电转化成规定电压和频率的交流电。
如果光伏阵列不是直接向负载供电的话就需要有一个存储装置。
大多数情况下这个装置是电池但还有其它技术诸如利用水泵存储器、飞轮、超导线圈及氢气等目前处于试验阶段，有的也已经投入运行了。
这种系统是独立于电网的。
增加这种小存储设备供电可靠性的一种方法是将光伏装置与其它类似的发电装置如柴油机发电装置或风能转换器相结合。
这些系统称为混合型系统。
本方案重点介绍并网的光伏系统。
这种系统相对便宜、易于控制，而且它们不需任何存储设备。
2.2 太阳能电池光伏系统内最小的组成部件是太阳能电池。
它是一种半导体装置、十分特殊的一种二极管。
在入射光的照耀下有自由电子产生，他们在电势差的作用下从P—N结处分离出来。
这样就会有电压产生，接有负载时就可产生电流(如图2-2所示)。
图2-2 太阳能结晶电池向电阻负载供电示意图目前，每年生产的太阳能电池中超过80%的是由硅制成的。
但是，也有其它的半导体材料在应用而且许多技术在研究中[1][2]。
薄膜技术可以节省很大开销。
目前它们主要用于消费产品及一些微型的独立应用。
到2010年它们有望成为除硅晶片外有价值的可供选择材料。
但是，它们仍然不可能完全取代硅晶片。
2.3 光伏组件为了使光伏发电在实际应用中易于控制，太阳能电池被安装于光伏系统组件内部。
在组件内部，电池通过串并联连接来达到要求的电压、电流。
特殊的组件是根据物理结构决定的机械和光学特性来选择的。
玻璃/tedlar典型组件是大批量生产的标准型组件。
为易于安装它们通常有一个铝制框架。
但是，也有无框的玻璃/tedlar组件。
玻璃/tedlar组件主要应用于建筑中集成的光伏系统。
I sc和U oc分别是短路电流和开路电压。
MPP代表“最大能量点”，在U/I曲线上指所发出的功率达到它的最大值的点。
在MPP点处通常给出电流、电压比及功率的大小。
光伏系统组件的典型电压/电流曲线如图2-3所示图2-3 光伏系统组件的U/I曲线硅晶片元件的开路电压U MPP随温度的上升以大约0.4%的速度降低。
短路电流随温度的上升增加的极其缓慢，但它与太阳辐照度成比例增长。
2.4 光伏逆变器拓扑实际中的DC/AC转换通常是用脉冲宽度调制(PWM)的逆变器来实现的。
PWM转换器是设计来与电网连接的通常以电流源形式工作的。
当电压和频率由电网决定时，它们向电网注入最大电流，功率因数通常接近1。
如果电网断开，逆变器绝不可以继续工作。
逆变器设计的第一个重要决策是对主电路拓扑进行选择。
太阳能板极电压和并网应用电压都将决定拓扑的选择。
功率、温度和建模方式的综合作用将使直流输入电压变化范围扩大。
首要的拓扑思路是决定是否使用DC/DC变换器来对直流母线电压进行预调节，DC/DC变换器工作在一个较宽的直流输入范围内，但其价格较高且在工作点处的变换效率较低。
如果不使用DC/DC变换器，考虑太阳能电池板的耐压，光伏逆变器需要配置一50Hz的隔离变压器，隔离变压器则提供了网络结点电压应用的灵活性，但它却降低了系统的总效率。
本方案设计三相光伏并网拓扑结构如图2-4所示。
图2-4 三相光伏并网拓扑太阳能电池板输出的正负极接到三相全桥逆变电路的直流母线上，逆变桥输出经电抗器连接到工频隔离变压器一次侧，变压器二次侧通过一个交流接触器接到市电网。
考虑直流母线电压过低时，在同等功率条件下，母线电流增大，长线传输损耗会增大，而直流母线电压过高时，功率开关管的耐压受到限制，且太阳能阵列组允许承受的电压幅值（最大1000v）。
3 光伏并网逆变器硬件设计3.1主电路图1为采用工频变压器隔离的三相光伏并网逆变器的主电路。
文件夹：100kW 技术转让资料\电路图\100kw主电路.DDB\100kW主电路P1.SCH。
料单见电路图文件夹下的“100KW并网主电路料单.doc”。
图3-1工频变压器隔离的主电路太阳电池阵列输出直流电压，经防反二极管连接到逆变桥的直流母线，二极管主要防止夜间电网向太阳电池阵列反灌电能。
逆变桥使用SPWM技术进行DC/AC的输出转换，其交流侧经电抗器L与工频变压器连接，再由工频变压器隔离、升压并入电网。
逆变电路中的功率开关器件选用具有开关损耗低、工作频率高、安全工作区宽等优良特性的绝缘门极双极型晶体管IGBT，其额定电压由直流侧电压决定，并适当考虑安全裕量；变压器起隔离逆变器和电网的作用，逆变器功率器件开关导致电位浮动所产生的漏电流，以及逆变器在控制中产生的微小直流电流均被有效隔离和抑制，不会对电网产生不良影响。
3.2 主电路参数3.2.1 电压矢量分析为分析方便，将图3-1中变压器及其后级（电网侧）等效为电网，忽略主电路内阻，则主电路等效电路如图11所示。
其中，U n为逆变桥输出电压，U L为电感压降，U eb为等效电网电压，i为并网电流。
Un+-U L图3-2 主电路等效电路图3-2中，电压矢量满足等式：eb L n U U U += (1)根据图11中电压与电流参考方向，并网时，系统控制电感上的电流与电网电压同频同相，可得电压矢量如图3-3。
L图3-3 并网时电压矢量电压幅值满足下式：22eb L n U U U += (2)太阳电池板的耐压受一定限制，直流侧电压不能太高，设计直流电压最高不超过800V 。
3.2.2 变压器设计三相桥式PWM 逆变电路U 相和V 相输出端相对于直流电源中点电压的基波分量u UN1和u VN1分别为:[])sin(21Φ+=t a U u r d UN ω (3) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-Φ+=)32sin(21πωt a U u r dVN (4)则输出线电压u UV 的基波分量为:)61sin(23)32sin()sin(21πωπωω+Φ+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-Φ+-Φ+=t a U t a t a U u r d r r dUV (5) 当调制度a 为最大值1时，u UV1的幅值为d U 23。
考虑死区电压损失7％，则逆变桥输出线电压有效值为:d d n U U U 6.0%932321≈= (6) 按额定功率下电抗器压降U L 为U eb 的0.2倍考虑，同时考虑U L 有3倍的调节余量，由式(2)可得：eb eb eb eb L n U U U U U U 17.136.02222=+=+= (7)联立式(6)和式(7)，有：d eb U U 513.0= (8)假设太阳电池阵列工作电压范围400V ～800V ，变压器一次侧的电压有效值为：V V U U d eb 205400513.0513.0=⨯==因此，变压器可选择为一次侧200V ，二次侧380V 的Δ/Y 的工频变压器。
3.2.3 电抗器设计系统中并网滤波电抗的作用是连接电网和平滑并网电流，其参数的选择关系到并网电流波形的误差脉动幅度和跟踪电流的有效范围。
若电抗器L 值选择过大，则在同样开关频率下，输出电流纹波会较小；但电流跟踪幅值有效范围减少，太阳电池并网功率会受到限制；反之，若L 值选择过小，虽然电流跟踪有效范围增大，但输出电流纹波会较大，并产生与装置容量不符的较大的电磁噪声和干扰。
故电感值的设计选择应以满足并网功率要求和最小电流脉动幅度为设计约束条件。
当变压器一次侧为150V 时，根据系统额定功率P e （100kW ）可定出电抗器的额定电流：)(38415031000003A U P I eb e=⨯==工程上一般设计额定功率下电抗器压降U L 为U eb 的0.2倍考虑，即变压器一次侧150V 时，电抗器压降U L 为30V ，因此电抗器设计为380A/40V 。