光伏并网逆变器原理 ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
西门子750KW
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Satcon 公司500KW
Xantrex 500KW
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
SMA 1000KW
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 转换效率
光伏并网逆变器中常用的效率概念：
最大效率 ηmax ： 逆变器所能达到的最大效率 欧洲效率 ηeuro ： 按照在不同功率点效率根据加权公式计算 加州效率ηcec： 按照不同功率，不同直流电压点效率计算 MPPT效率ηmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度 整机效率ηtot： 在某个直流电压下ηeuro 和ηmppt乘积
其它如京瓷、三菱、Satcon、Solarmax、delta、Sunways
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
典型产品介绍： 3KW — 6KW
SMA（工频隔离）
KACO（直接逆变）
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Mastervolt（高频隔离）
SHARP（Boost 升压）
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
• 光伏并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、计量装置及配电系
统组成。
• 太阳电池产生直流电能。 • 通过光伏并网逆变器直接将电能转化为与电网同频、同相的正弦波电
流，馈入电网。
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
•直接逆变系统 •工频隔离系统
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.4 高频升压不隔离系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
高频升压不隔离系统的优缺点 优点：
•和第一种拓朴结构类似，由于省去了笨重的工频变压器，所以可
以带来以下优点：高效率、重量轻。同时加入了BOOST电路用于 DC/DC直流输入电压的提升，所以太阳电池阵列的直流输入电压范 围可以很宽（150V-450V）。这种拓扑结构越来越成为市场的主流。 缺点： (1)同样，太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电 网电压。 (2)使用了高频DC/DC，EMC难度加大。
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.5 多DC-DC （MPPT）、单逆变 系统
优点：
•同高频不隔离系统 •由于具有多个DC-DC电路，适合多个不同倾斜面阵列接入，即阵列
1～n可以具有不同的MPPT电压，十分适合应用于光伏建筑。N一般 为2或3。 缺点：
•同高频不隔离系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
第二讲:光伏并网逆变器原理
合肥阳光电源有限公司
研发中心 李维华 2009.07.13
报告内容
一、常见光伏并网逆变器的拓扑结构 二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 效率 2.2 直流输入电压适应范围 2.3 可靠性（保护配置方式和种类） 2.4 并网电流谐波 2.5 逆变控制策略 2.6 最大功率点跟踪方式 2.7 锁相技术特点 2.8 孤岛效应检测技术 2.9 监控软件和附件 三、 阳光电源相关产品介绍 四、 相关业绩
• 高频隔离系统
• 高频升压不隔离系统 • 多DC-DC（MPPT）、
单逆变系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.1 直接逆变系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
直接逆变系统的优缺点
优点：
•省去了笨重的工频变压器：高效率（>97%）、重量轻、结构简单。
成本低。 缺点： (1)太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电网电压， 对人身安全不利。 (2) 直流侧太阳电池MPPT电压需要大于350V。这对于太阳电池组 件乃至整个系统的绝缘有较高要求，容易出现漏电现象。
1.6 三相并网逆变器 采用工频变压器的技术方案
采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器系统 10-500KW
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
2005年
全球 181Baidu NhomakorabeaMW 光伏组件
其中并网逆变器市场为60亿人民币
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.7、产业情况
全球生产逆变器的著名厂商大约有20家： ● 德国SMA ● 荷兰Mastervolt ● 奥地利Fronius ● 德国conergy ● 德国KACO ● 日本Sharp ● 加拿大Xantrex ● 瑞士Asp ● 西班牙Ingeteam
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.2 直流输入电压范围
举例如下： SG100K3: 450V~880V DC，一般推荐阵列开路电 压配置为700V左右。（44V开路电压为16串） SG 5K: 220V~ 780V DC ，一般推荐阵列开路 电压配置为530V左右。（44V开路电压为12串）
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 转换效率
SG100K3的效率： 最大效率 ηmax ： 96.27% 欧洲效率 ηeuro ： 95.38%
SG5K的效率：
最大效率 ηmax ： 94.7% 欧洲效率 ηeuro ： 94.2%
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.2 直流输入电压范围
概念： 1. MPPT工作电压范围：逆变器MPPT的搜索范围 2. 直流电压范围： 系统能够工作的最低电压至最高电压 3. 最高系统开路电压： 系统能承受的最高直流电压 具体设计系统串联数时综合考虑以下几个因素： • 温度的影响：需要保证在夏天和冬天的MPPT范围 • 效率的影响：尽量考虑逆变器的最优效率工作点 • 导线的损耗：电压越高，损耗越少。
(2)笨重。
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.3 高频隔离系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
高频隔离系统的优缺点 优点：
•同时具有电气隔离和重量轻的优点，系统效率在93％左右。
缺点： (1)由于隔离DC/AC/DC的功率等级一般较小，所以这种拓朴结构 集中在5KW以下； (2)高频DC/AC/DC的工作频率较高，一般为几十KHz,或更高，系 统的EMC比较难设计； （3)系统的抗冲击性能差。
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.2 工频隔离系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
工频隔离系统的优缺点
优点：
• 使用工频变压器进行电压变换和电气隔离，具有以下优点：结
构简单、可靠性高、抗冲击性能好、安全性能良好、直流侧MPPT电 压等级一般在200V-800V。 缺点：(1)系统效率相对较低。
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Satcon 公司500KW
Xantrex 500KW
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
SMA 1000KW
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 转换效率
光伏并网逆变器中常用的效率概念：
最大效率 ηmax ： 逆变器所能达到的最大效率 欧洲效率 ηeuro ： 按照在不同功率点效率根据加权公式计算 加州效率ηcec： 按照不同功率，不同直流电压点效率计算 MPPT效率ηmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度 整机效率ηtot： 在某个直流电压下ηeuro 和ηmppt乘积
其它如京瓷、三菱、Satcon、Solarmax、delta、Sunways
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
典型产品介绍： 3KW — 6KW
SMA（工频隔离）
KACO（直接逆变）
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
Mastervolt（高频隔离）
SHARP（Boost 升压）
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
• 光伏并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、计量装置及配电系
统组成。
• 太阳电池产生直流电能。 • 通过光伏并网逆变器直接将电能转化为与电网同频、同相的正弦波电
流，馈入电网。
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
•直接逆变系统 •工频隔离系统
一 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.4 高频升压不隔离系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
高频升压不隔离系统的优缺点 优点：
•和第一种拓朴结构类似，由于省去了笨重的工频变压器，所以可
以带来以下优点：高效率、重量轻。同时加入了BOOST电路用于 DC/DC直流输入电压的提升，所以太阳电池阵列的直流输入电压范 围可以很宽（150V-450V）。这种拓扑结构越来越成为市场的主流。 缺点： (1)同样，太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电 网电压。 (2)使用了高频DC/DC，EMC难度加大。
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.5 多DC-DC （MPPT）、单逆变 系统
优点：
•同高频不隔离系统 •由于具有多个DC-DC电路，适合多个不同倾斜面阵列接入，即阵列
1～n可以具有不同的MPPT电压，十分适合应用于光伏建筑。N一般 为2或3。 缺点：
•同高频不隔离系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
第二讲:光伏并网逆变器原理
合肥阳光电源有限公司
研发中心 李维华 2009.07.13
报告内容
一、常见光伏并网逆变器的拓扑结构 二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 效率 2.2 直流输入电压适应范围 2.3 可靠性（保护配置方式和种类） 2.4 并网电流谐波 2.5 逆变控制策略 2.6 最大功率点跟踪方式 2.7 锁相技术特点 2.8 孤岛效应检测技术 2.9 监控软件和附件 三、 阳光电源相关产品介绍 四、 相关业绩
• 高频隔离系统
• 高频升压不隔离系统 • 多DC-DC（MPPT）、
单逆变系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.1 直接逆变系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
直接逆变系统的优缺点
优点：
•省去了笨重的工频变压器：高效率（>97%）、重量轻、结构简单。
成本低。 缺点： (1)太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电网电压， 对人身安全不利。 (2) 直流侧太阳电池MPPT电压需要大于350V。这对于太阳电池组 件乃至整个系统的绝缘有较高要求，容易出现漏电现象。
1.6 三相并网逆变器 采用工频变压器的技术方案
采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器系统 10-500KW
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
2005年
全球 181Baidu NhomakorabeaMW 光伏组件
其中并网逆变器市场为60亿人民币
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.7、产业情况
全球生产逆变器的著名厂商大约有20家： ● 德国SMA ● 荷兰Mastervolt ● 奥地利Fronius ● 德国conergy ● 德国KACO ● 日本Sharp ● 加拿大Xantrex ● 瑞士Asp ● 西班牙Ingeteam
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.2 直流输入电压范围
举例如下： SG100K3: 450V~880V DC，一般推荐阵列开路电 压配置为700V左右。（44V开路电压为16串） SG 5K: 220V~ 780V DC ，一般推荐阵列开路 电压配置为530V左右。（44V开路电压为12串）
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.1 转换效率
SG100K3的效率： 最大效率 ηmax ： 96.27% 欧洲效率 ηeuro ： 95.38%
SG5K的效率：
最大效率 ηmax ： 94.7% 欧洲效率 ηeuro ： 94.2%
二、光伏并网逆变器相关技术要点
2.2 直流输入电压范围
概念： 1. MPPT工作电压范围：逆变器MPPT的搜索范围 2. 直流电压范围： 系统能够工作的最低电压至最高电压 3. 最高系统开路电压： 系统能承受的最高直流电压 具体设计系统串联数时综合考虑以下几个因素： • 温度的影响：需要保证在夏天和冬天的MPPT范围 • 效率的影响：尽量考虑逆变器的最优效率工作点 • 导线的损耗：电压越高，损耗越少。
(2)笨重。
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.3 高频隔离系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
高频隔离系统的优缺点 优点：
•同时具有电气隔离和重量轻的优点，系统效率在93％左右。
缺点： (1)由于隔离DC/AC/DC的功率等级一般较小，所以这种拓朴结构 集中在5KW以下； (2)高频DC/AC/DC的工作频率较高，一般为几十KHz,或更高，系 统的EMC比较难设计； （3)系统的抗冲击性能差。
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
1.2 工频隔离系统
1 常见光伏并网逆变器的拓朴结构
工频隔离系统的优缺点
优点：
• 使用工频变压器进行电压变换和电气隔离，具有以下优点：结
构简单、可靠性高、抗冲击性能好、安全性能良好、直流侧MPPT电 压等级一般在200V-800V。 缺点：(1)系统效率相对较低。