太阳能并网发电原理共88页
光伏发电原理课件
太阳能电池组件
• 太阳能电池板 Solar panel • 分类： • 晶体硅电池板：多晶硅太阳能电池、单晶硅太阳能电池。 • 非晶硅电池板：薄膜太阳能电池、有机太阳能电池。 • 化学染料电池板：砷化镓、硒铟铜、锑化镉等。
光伏发电原理
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并网逆变器
• 4、低电压穿越功能 • 低电压穿越，指在逆变器并网点电压跌落的时候，逆变器能够保持低电压穿越并网，
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，从而“穿越” 这个低电压时间(区域)。
光伏发电原理
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并网逆变器
• 5、其他保护功能 • 逆变器保护功能：a、 过载保护；b、短路保护；c、接反保护；
V4
电流采样
ia ib ic
3/2变换
i i
iq
2s/2r变换 id
V6
V2
空间电压矢量调制发生器
电压采样
iq
eq 0
PI
L
id
L PIeຫໍສະໝຸດ uuPark 逆变换
udc udc
光伏发电原理
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并网逆变器的电路结构
• MPPT 跟踪器保证光伏阵列产生直流电能能最大程度地被逆变器所使用。IGBT 全桥
电路将直流电转换成交流电压和电流。保护功能电路在逆变器运行过程中监测运行 状况，在非正常工作条件下可触发内部继电器从而保护逆变器内部元器件免受损坏。
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并网逆变器
• 功能 • 逆变器不仅具有直交流变换功能，还具有最大限度地发挥太阳电
池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机 功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能（并网系统用）、 自动电压调整功能（并网系统用）、直流检测功能（并网系统 用）、直流接地检测功能（并网系统用）。这里简单介绍自动运 行和停机功能及最大功率跟踪控制功能。 • 1、自动运行和停机功能
光伏并网发电系统ppt课件
1）方位角 太阳能电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正
南方向的夹角，一般在北半球方阵朝向正南，即方 阵的垂直面与正南方向的夹角0o。 2）倾斜角
太阳能电池方阵通常是面向赤道放置，相对于 地平面有一定的倾角。即太阳能电池方阵平面与水 平地面的夹角。沈阳地区的最佳安装倾斜角φ=θ+1，θ当地的纬度，沈阳地区纬度为 41.77o，则φ=42.77o。
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4 电池方阵最大输出电压（Vmp）、开路电压（Voc）与逆变器输入电压范围的配合 由选择的并网逆变器参数可知，输入电压范围为
195-600VDC，电池方阵最大输出电压（Vmp）、开 路电压（Voc）应在此范围之内。
1）工程上通常推荐Vmp的下限值为逆变器输入电 压范围下限值195V的115%≈225V; Vmp的上限值为逆变器输入电压范围上限值600V的 70%≈420V。 推荐方阵Voc的下限值为逆变器输入电压范围下限 值195V的150%≈300V; Vmp的上限值为逆变器输入 电压范围上限值600V的9W正弦波并网逆变器， 每台输入电池方阵为14串7并。
选择的并网逆变器的技术参数如下： 1）型 号： GT20000W 2） 最大输入电压： 600VDC 3）最大输入电流： 60ADC 4）输入电压范围： 195-600VDC 5）直流输入端口： 2个 6）交流输出电压： 230V 7）交流电压频率： 50HZ
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5）并网逆变器应设置并网保护装置； 该装置实时对市电电源的电压、相位、频率等进
行采样比较，始终保证逆变器输出与市电电源的同 步，为负载提供稳定的电能质量。 6）保护功能；
应具有过压、失压、频率检测和保护功能，过负 荷、短路自动隔离电网，逆向功率自动检测与保护 功能。 7）通信功能；
光伏发电并网原理
光伏发电并网原理
太阳能光伏发电技术是当今最有潜力的可再生能源之一。
光伏发
电技术将太阳的能量转换为电能，并把电能接入至电网向消费者投放，这种可再生能源技术称为光伏发电并网原理。
光伏发电并网原理分三步实现：第一步是通过太阳能光伏组件将
太阳能转换为直流电能；第二步是将直流电能转换为交流电能，所以
这一系列技术就需要光伏逆变器；第三步是将交流电能接入市电。
光伏发电并网原理存在诸多优点，主要有以下几点：首先，光伏
发电系统省去了传统电能产生的运输成本；其次，可与电网并网，避
免了发电容量过载、稳定性不高等问题；最后，对公众的健康和环境
污染无影响，是绿色可持续的能源解决方案。
总之，光伏发电并网原理能够满足国家电力系统可再生能源需求，有望在未来发挥更好的作用。
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。
光伏并网原理
光伏并网原理
光伏并网是将太阳能光伏发电系统与电网相连接的一种工作方式。
太阳能光伏发电系统通过光电转换将太阳能转化为直流电能，然后通过逆变器将直流电能转换为交流电能，最后将交流电能与电网相连接。
光伏并网系统的主要原理如下：
1. 光电转换：光伏组件中的光电池利用光电效应将太阳能转化为直流电能。
光电池中的半导体材料可以吸收光子，并将光子的能量转化为电子的能量。
2. 逆变器：直流电能无法直接输入电网，所以需要通过逆变器将直流电能转换为交流电能。
逆变器通过控制电力电子器件的开关状态，将直流电能中的电压和频率转换为符合电网要求的交流电能。
3. 并网保护：光伏并网系统需要满足电网的安全和稳定性要求。
为了保护光伏发电系统和电网的安全，通常会使用并网保护装置来监测电压、频率和功率等参数，并及时采取措施来保持电网的稳定运行。
4. 反向电流控制：光伏发电系统在并网过程中会产生电流，如果不能有效地控制反向电流，就会对电网造成负荷干扰和安全隐患。
所以光伏并网系统通常会设计反向电流保护措施，如安装反向电流保护装置或合理调整光伏发电系统的工作模式。
总的来说，光伏并网系统通过光电转换、逆变器、并网保护和反向电流控制等原理，将太阳能光伏发电系统与电网连接起来，
实现对电网的供电，并提供可再生、清洁的电能。
这种工作方式不仅能够有效利用太阳能资源，还能减少化石能源的消耗，减少对环境的污染，具有很大的发展潜力和应用价值。
光伏并网系统的工作原理
第1章光伏并网系统的工作原理1.1光伏并网系统光伏并网系统就是将太阳能光伏系统与电力网相连接的系统。
并网逆变器是并网光伏发电系统的核心部件和技术关键。
除了将光伏阵列发出的直流电转换为交流电，与普通逆变器不同的是，并网逆变器还需对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功与无功、电能品质（电压波动、高次谐波）等进行控制，使转换后的交流电的电压、频率与电网交流电的电压、频率一致。
一般来说，并网逆变器具有如下功能：（1）自动开关。
根据日出到日落的日照条件，尽量发挥光伏阵列输出功率的潜力，在此范围内实现自动开始和停止。
（2）最大功率跟踪（）控制。
在不同的外界温度和太阳光照强度条件下，使光伏阵列尽量保持最大功率输出的工作状态。
（3）并网时抑制高次谐波电流流入电网，减少对电网的影响。
（4）防止孤岛运行。
系统所在地发生停电，但由于光伏发电继续供电，逆变器的输出电压并未变动。
此时，就不能正常检测出是否停电，一旦再恢复来电，就有可能造成事故，这种情况称为孤岛运行。
为保护设备维修人员不受到伤害，并网逆变器需要具备此功能。
（5）自动电压调整。
由于大量的太阳能光伏系统与电网相联，晴天时太阳能光伏系统的剩余电能会同时送往电网，使电网的电压上升，导致供电质量下降。
为保持电网的电压正常，运转过程中要能够自动防止并网逆变器输出电压上升。
但对于小容量的太阳能光伏系统来说，几乎不会引起电压上升，所以一般省去此功能。
（6）异常情况排解与停止运行。
当系统所在地电网或逆变器发生故障时，及时查出异常，控制逆变器停止运转。
1.2并网逆变器的结构和原理光伏并网发电系统中，逆变器作为太阳能光伏阵列和电网的连接部分，在不同的应用场合，根据太阳能光伏阵列的输出电流、电压和功率等级和并网需求可以采用多种逆变器的连接方式。
（1）集中逆变器。
多组串联的光伏组件并联后再接在逆变器的直流输入侧，再通过逆变器变换为交流电并入单相或三相电网。
由于只有一个逆变器，系统设计成本低。
光伏发电原理PPTppt
要点三
Байду номын сангаас
高效光伏电池技术
随着光伏电池技术的不断进步，转换效率的不断提升，新型高效光伏电池技术将成为未来发展的趋势。
要点一
要点二
光伏建筑一体化
结合建筑设计和光伏技术，实现能源的高效利用和节能减排，推动绿色建筑的发展。
储能技术与智能调控
随着储能技术的不断发展，与光伏发电系统相结合，可提高电力系统的稳定性和可靠性，实现智能调控和优化运行。
光伏发电定义
光伏发电的优势
太阳能是一种可再生能源，光伏发电具有长期稳定供电的能力。
可再生能源
环境友好
灵活性
经济价值
光伏发电不产生污染物，对环境无害。
光伏发电系统可灵活安装在各种场地，适应性强。
光伏发电系统具有投资价值，能够降低电费支出，提高能源效率。
光伏发电系统组成
负责吸收太阳光并转化为电能。
太阳能电池板
最大功率点
温度系数和照度系数是描述光伏电池性能随温度和照度变化的重要参数。
温度系数和照度系数
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光伏发电系统设计
光伏发电系统设计原则
系统设计应保证光伏发电系统的长期稳定运行，减少故障率，提高系统的可用性。
可靠性原则
经济性原则
环保性原则
适应性原则
在满足可靠性的前提下，应尽可能降低系统的成本，提高系统的经济性。
改善环境质量
光伏发电的社会效益
光伏发电不产生废气、废水和固体废弃物等污染，对环境无害。
光伏发电的环保意义
减少污染
光伏发电可节省能源消耗，从而减少对环境的破坏，具有显著的节能减排效果。
节能减排
光伏发电符合可持续发展的要求，为后代创造了一个清洁、健康的生存环境。
太阳能发电工作原理
太阳能发电工作原理太阳能发电被广泛认为是解决能源危机和减少环境污染的有效手段之一。
它利用太阳能将光能转化为电能，为人类提供清洁、可再生的电力。
本文将介绍太阳能发电的工作原理，并探讨其在不同场景下的应用。
一、太阳能发电的基本原理太阳能发电的基本原理是利用光伏效应将太阳能转化为电能。
光伏效应是指当光线照射到半导体材料上时，光子的能量被电子吸收后产生一个电子-空穴对，即一个带有正电荷的空穴和一个带有负电荷的电子。
这些电子和空穴被电场迅速分离，形成一个电流。
利用导线连接电子和空穴，就可以把这个电流引导到外部电路中，从而产生可用的电能。
二、太阳能发电系统的组成太阳能发电系统主要由太阳能电池板、逆变器和储能设备组成。
1. 太阳能电池板：太阳能电池板是最关键的部件，它由多个光伏电池组成。
光伏电池是用多晶硅、单晶硅或非晶硅等半导体材料制成的，能够将太阳能转化为直流电能。
太阳能电池板的数量和排布方式根据需要进行设计和安装。
2. 逆变器：太阳能电池板产生的电能是直流电，而我们常用的电器设备大多需要交流电来供电。
逆变器的作用就是将直流电转换为交流电，使其能够满足家庭和商业用电的需求。
3. 储能设备：太阳能发电系统的储能设备主要是蓄电池。
当太阳能电池板发电量超过需求时，多余的电能会被储存在蓄电池中，以备不够阳光时使用。
蓄电池的容量和数量根据实际需要进行选择。
三、太阳能发电的应用场景1. 家庭居住环境：太阳能发电可以为家庭提供电力需求，包括照明、空调、电视等。
在家庭中安装太阳能发电系统，不仅可以大大降低用电成本，还可以减少对传统能源的依赖，节约能源并减少碳排放。
2. 商业用途：太阳能发电系统在商业领域有着广泛的应用。
例如，太阳能系统可以应用于商业建筑、办公楼以及工业厂房等。
通过利用太阳能发电，企业可以降低用电成本，并根据需求将多余的电能出售给电网，实现经济效益。
3. 农业领域：太阳能发电系统也被广泛应用于农业领域。
太阳能灌溉系统可以利用太阳能发电为农田提供水源，满足农作物的灌溉需求。
太阳能光伏并网逆变器的原理ppt课件
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2，如果长时间跳跃（例如本次跳跃时间将 近一个小时），应进入设置页面，进行欠 压保护的修改。
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11.6逆变器的保护有哪些？
本逆变器的保护很多，下面我列举几个比较常见的保护 11.6.1直流输入反接保护 首次运行的时候容易出现，所以在首次并网时都要用万用 变测量PV的正负极是否对应 11.6.2逆变器输出短路 故障消失后自动恢复运行，如果故障没有立刻消失，应关 机，进行相关处理 11.6.3孤岛保护，低电压穿越保护 当逆变器检测到电网无电压时，自动解列，不再向电网供 电。电网电压恢复后，逆变器自动恢复并网。
步骤 5 分别设置不同保护参数的“保护点”和“保护时 间”。
• 允许设置的保护参数包括：电网过压一级 保护、电网过压二级保护、电网欠压一级 保护、电网欠压二级保护、电网过频一级 保护、电网过频二级保护、电网欠频一级 保护、电网欠频二级保护。一般情况下， 电网保护的阈值和时间由具体国家的标准 决定，所以选择不同的电网标准码，需要 设置的保护参数有所不同。
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• 在电力领域，各次谐波的方均根值与基波 方均根值的比例称为该次谐波的谐波含量 。所有谐波的方均根值的方和根与基波方 均根值的比例称为总谐波失真。通常说的 谐波失真等同于总谐波失真。 •如220v则总电压畸变率 5%以内合格， 10kV 就4%了
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10.注意事项
• 10.1系统正常运行时禁止打开逆变器机柜 柜门，否则将会造成逆变器关机。
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11.2逆变器并网前首先要进行绝缘检测。 平时并网的时候可能这是一个不起眼的环 节，但是这一环节至关重要。是对设备和 人身的一个重要保证。平时我们在干电气 行业，电气设备都要定期对设备进行绝缘 检测试验，而逆变器每次并网前都要进行 自动绝缘检测，绝缘合格是并网的必要条 件。这是逆变器比较智能的一个体现。
光伏并网逆变器工作原理及太阳能电池特性ppt课件
图维持不变，这就是说，电源上的电压是恒定的， 从欧姆定律来看，就是电源电压V不变，I和R可 以变化，即V=IR
对于电流源，电源输出到负载的电流试图不 变，也就是来自电源的电流不变。这并不常见， 但确实存在，并且在许多场合得到应用，也遵从 欧姆定律，即V=IR
图中的U1为逆变器， U0为电网，Z1逆变器和电 网间的线路阻抗，i1是并 网电流，它们之间的关系 是i1=U1-U0/Z1，也就是要 实现并网，必须符合 U1>U0，这就是在直流电 压过低时不能并网的原因。
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并网逆变器拓扑结构
现在，各个逆变器厂家的拓扑结构大同小异，最常见 的就是这种电压型电路拓扑结构，电压型就是直流母线侧 用大容量电容来支撑电压，如下图：
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并网逆变器原理
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并网逆变器原理
光伏并网逆变器通过检测直流电压、 电流和电网交流电压、电流来控制逆变器 三相逆变模块，由数字控制系统发出 PWM驱动信号，使逆变器发出与电网电 压同频、同相的交流电。
下图是我公司并网逆变器运行原理框 架图：
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并网逆变器原理
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谢谢大家！
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有源逆变的典型特点是其输出端也是连 接到一个电源上，因此形象称有源逆变。 逆变器是做为一个电源把其自身能量输送 到另一个电源的过程就是并网发电。
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并网逆变器拓扑结构
3.并网发电 光伏并网发电就是以电池板组件和逆变器作为一个电
源把光照转换的电能输送到电网这个无限大容量的电源中 供电网中的负载使用。如图所示:
在实际的光伏系统中，太阳能电池的输出功率同时受 到辐照强度S和电池温度T共同影响
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太阳能光伏发电系统原理
太阳能光伏发电系统原理光伏发电系统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系统装置。
3.1光电效应概述光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能。
这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。
3.2光生伏打效应概述及应用3.2.1光生伏打效应是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象，是当物体受光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
3.2.2光生伏打效应应用光生伏打效应主要是应用在半导体的PN结上，把辐射能转换成电能。
大量研究集中在太阳能的转换效率上。
理论预期的效率为24％。
由于半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率最高，所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池，也称光电池或太阳电池。
3.3太阳能电池及其太阳能组件3.3.1太阳能电池的工作原理太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。
这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
3.3.2太阳能电池的生产流程通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μm的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。
如图1图1太阳能电池的生产流程3.3.3 太阳能电池的制造技术晶体硅太阳能电池的制造工艺流程如图2。
提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。
具体的制造工艺技术说明如下：（1）切片：采用多线切割，将硅棒切割成正方形的硅片。
（2）清洗：用常规的硅片清洗方法清洗，然后用酸（或碱）溶液将硅片表面切割损伤层除去30－50um。
（3）制备绒面：用碱溶液对硅片进行各向异性腐蚀在硅片表面制备绒面。
（4）磷扩散：采用涂布源（或液态源，或固态氮化磷片状源）进行扩散, 制成PN＋结，结深一般为0.3－0.5um。
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•Leabharlann 29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
太阳能并网发电原理
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯