光伏逆变器技术培训(49张)

1200
1000
800
600
400
200
0 火力发电 水力发电
风电
核电 光伏发电
对未来世界能源利用形式的预测
地热
光热
光伏 和 光热
风力 生物质 生物质 水力 核电 天然气 煤炭 石油
光伏发电系统
典型应用形式
• 并网应用 太阳升起，达到并网条件，接触器闭合联网，开始发电
典型应用形式
• 应用现场
嵌入式控制板 • CUP（单DSP或双DSP系统），应用中TI的TMS320F2812/28335居多。 • 外围功能电路： 模拟和开关信号处理；逻辑运算；通讯；电源管理等。
辅助电源
• 交流电源 • 直流开关电源 • UPS电源（或电容储能供电） • 现场的交流电源取电方式
散热和风机
额定功率下（常温）
控制和保护
大功率逆变器的控制部分—跟踪电池板
• 跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪） 使逆变器始终工作在太阳能电池板阵列的最大输出功率点（附近），以 充分发挥电池板 潜力。
控制和保护
大功率逆变器的控制部分要完成的任务—跟踪电池板
功率 [ W]
• 跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪）
薄膜电池板与晶硅电池板
各种形式的IGBT逆变桥模块
并联
滤波器和滤波仿真
LC滤波器
• L=0.12~0.17mH, 1100A • C= 100~200 µF
交流输出
• 交流(塑壳)断路器
T7S1250M PR231/P-LSI 3P FF
• 接触器
AF1350-30-11 100-250AC
AF16-30-11 100-250AC
2:40
控制和保护
大功率逆变器的控制部分要完成如下几个基本任务：
• 跟踪电池板（MPPT: 最大功率跟踪） 充分发挥电池板的发电潜力
• 跟踪电网 保证输出电流和频率保持和电网同步
• 直流电到交流电的转换 转Leabharlann Baidu的同时，调节输出功率的大小（或根据电网需要发出无功功率）
控制和保护
视在功率、有功功率和无功功率：
• 快速熔断器
170M6419
BUSSMANN
• 浪涌吸收器
OVR BT2 3N 40-320P ABB
• 电流传感器
LF2005-S/SP32
LEM
• 电压传感器
NV100-400
南车时代
• 交流EMI滤波器 HCWMGF-1300HV PREMO
输出并网变压器
• 逆变器本身不带变压器，根据现场实际情况选配升压变压器 可以是单机400V电压，或10kV以上电压
• 逆变器主电路结构图
直流输入部分
• 直流（塑壳）断路器:
T6N630 TMA R630 FF 4P （2路输入） ABB
• 直流EMI滤波器 FEDC-600P
Premo/Sshaffner
• 电流传感器 LF2005-S/SP32 LEM
• 电压传感器 NV100-1000
南车时代/LEM
• 快速熔断器 170M5448
绝缘栅双极性晶体管
• 主要品牌： infineon semikron 三菱 富士
逆变桥部分
• IGBT: FF1400R12IP4，Skiip • 驱动器： 2ED300C17-S(T) • 辅助板： 2ED300E17-SFO，MAE30012
• 并联方案
装配之后的IGBT模块
IGBT模块并联 各个厂家构成模块的 形式各异，但本质相 同。差异的原因在于 散热、电磁兼容、整 体布局等考虑的不同
光伏发电系统之 逆变器（大功率）
简介
目前主要发电形式
➢ 目前国内主要发电形式（2012）： ➢ 火力发电：目前主要的发电形式，全国总装机已经突破1000GW ➢ 水力发电：重要的发电形式，全国总装机200多GW ➢ 风力发电：全国总装机约70GW ➢ 核电：全国总装机约20G ➢ 光伏发电：全国总装机约5GW
8
220
200 7
180
6
160
电流 [A]
5
140
120 4
100
3
80
2
60
40
1 20
0
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 电压 [V]
• IGBT模块的总体热功耗约3.6kW • 电抗器热功耗 （三相电抗器总功耗2.5kW， 115℃，满载） • 其他（电容，熔断器，风机等）约1.4KW • 柜内总热功耗： 约7.5KW（环境温度升高时， 总功耗也增加） • 高原应用中，要考虑极端环境温度和散热效率等问题
散热片
为了降低成本，多为压合的 散热器工艺，利用现成的标准 齿片压合，成本低，但散热效 果略差。 整体用一套模具浇铸，热阻 最小，散热效果好，成本也较 高。 利用预埋热管，散热效果最好 ，但成本也最高。
• 额定交流输出功率：500 kW • 输出交流电压：270 V • 最大交流输出电流：1176/1069A • 额定频率：50 Hz
• 最大效率：98.7%（约在40%额定功率时）；某些地区，满载效率更有意义 • 防护等级： IP20 (室内) • 冷却方式： 风冷
系统构成
• 逆变器电路系统图
主拓扑电路（电路结构）
2:10
逆变器主要构成部分
• 主要参数、系统构成和主回路拓扑
• 直流输入部分 • 逆变部分（IGBT模块和驱动器） • LC滤波器和交流输出 • 二次电路 • 控制和保护 • 散热 • 机柜
500kW 主要参数指标
• 最大直流功率 550kWp • 输入最大直流电压：900 Vdc • 最大直流输入电流：1200 A
• 两台500kW单机，可以通过分裂绕组变压器构成1MW并网方案：
2:35
二次回路和嵌入式控制板
二次回路 • 电源系统 （交流电源、直流电源、UPS电源） • 模拟量 采集和输出 （电压、电流、温度传感器） • 开关量采集和输出（熔断器、接触器、风机等状态和控制） • IGBT驱动 、保护通道 • 电池板绝缘检测 、漏电检测（交流侧、直流侧） • 状态显示按钮 （状态显示、钥匙开关、急停）
BUSSMANN
• 浪涌吸收器 OVR PV 40 1000 P ABB
直流支撑电容
• 支撑薄膜电容规格 420µF/1100V 42A electronicon （60） 100000h, （t ≤ 70℃）
• 高频吸收电容 1.5~2uF/1200V/IGBT AVX
2:20
逆变桥部分
• IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor)