光伏并網(wǎng)逆變器原理ppt課件.ppt

研發(fā)中心李維華2009 07 13 第二講 光伏并網(wǎng)逆變器原理 一 常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點2 1效率2 2直流輸入電壓適應(yīng)范圍2 3可靠性 保護(hù)配置方式和種類 2 4并網(wǎng)電流諧波2 5逆變控制策略2 6最大功率點跟蹤方式2 7鎖相技術(shù)特點2 8孤島效應(yīng)檢測技術(shù)2 9監(jiān)控軟件和附件三 陽光電源相關(guān)產(chǎn)品介紹四 相關(guān)業(yè)績 報告內(nèi)容 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件 光伏并網(wǎng)逆變器 計量裝置及配電系統(tǒng)組成 太陽電池產(chǎn)生直流電能 通過光伏并網(wǎng)逆變器直接將電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻 同相的正弦波電流 饋入電網(wǎng) 一常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 直接逆變系統(tǒng) 工頻隔離系統(tǒng) 一常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 高頻隔離系統(tǒng) 多DC DC MPPT 單逆變系統(tǒng) 高頻升壓不隔離系統(tǒng) 一常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 1 1直接逆變系統(tǒng) 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 直接逆變系統(tǒng)的優(yōu)缺點 優(yōu)點 省去了笨重的工頻變壓器 高效率 97 重量輕 結(jié)構(gòu)簡單 成本低 缺點 1 太陽電池板與電網(wǎng)沒有電氣隔離 太陽電池板兩極有電網(wǎng)電壓 對人身安全不利 2 直流側(cè)太陽電池MPPT電壓需要大于350V 這對于太陽電池組件乃至整個系統(tǒng)的絕緣有較高要求 容易出現(xiàn)漏電現(xiàn)象 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 1 2工頻隔離系統(tǒng) 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 優(yōu)點 使用工頻變壓器進(jìn)行電壓變換和電氣隔離 具有以下優(yōu)點 結(jié)構(gòu)簡單 可靠性高 抗沖擊性能好 安全性能良好 直流側(cè)MPPT電壓等級一般在200V 800V 缺點 1 系統(tǒng)效率相對較低 2 笨重 工頻隔離系統(tǒng)的優(yōu)缺點 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 1 3高頻隔離系統(tǒng) 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 優(yōu)點 同時具有電氣隔離和重量輕的優(yōu)點 系統(tǒng)效率在93 左右 缺點 1 由于隔離DC AC DC的功率等級一般較小 所以這種拓樸結(jié)構(gòu)集中在5KW以下 2 高頻DC AC DC的工作頻率較高 一般為幾十KHz 或更高 系統(tǒng)的EMC比較難設(shè)計 3 系統(tǒng)的抗沖擊性能差 高頻隔離系統(tǒng)的優(yōu)缺點 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 1 4高頻升壓不隔離系統(tǒng) 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 優(yōu)點 和第一種拓樸結(jié)構(gòu)類似 由于省去了笨重的工頻變壓器 所以可以帶來以下優(yōu)點 高效率 重量輕 同時加入了BOOST電路用于DC DC直流輸入電壓的提升 所以太陽電池陣列的直流輸入電壓范圍可以很寬 150V 450V 這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)越來越成為市場的主流 缺點 1 同樣 太陽電池板與電網(wǎng)沒有電氣隔離 太陽電池板兩極有電網(wǎng)電壓 2 使用了高頻DC DC EMC難度加大 高頻升壓不隔離系統(tǒng)的優(yōu)缺點 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 優(yōu)點 同高頻不隔離系統(tǒng)由于具有多個DC DC電路 適合多個不同傾斜面陣列接入 即陣列1 n可以具有不同的MPPT電壓 十分適合應(yīng)用于光伏建筑 N一般為2或3 缺點 同高頻不隔離系統(tǒng) 1 5多DC DC MPPT 單逆變系統(tǒng) 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 采用工頻變壓器隔離的大功率三相并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)10 500KW 1 6三相并網(wǎng)逆變器采用工頻變壓器的技術(shù)方案 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 2005年全球1818MW光伏組件其中并網(wǎng)逆變器市場為60億人民幣 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 1 7 產(chǎn)業(yè)情況全球生產(chǎn)逆變器的著名廠商大約有20家 德國SMA 荷蘭Mastervolt 奧地利Fronius 德國conergy 德國KACO 日本Sharp 加拿大Xantrex 瑞士Asp 西班牙Ingeteam其它如京瓷 三菱 Satcon Solarmax delta Sunways 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 典型產(chǎn)品介紹 3KW 6KW KACO 直接逆變 SMA 工頻隔離 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) Mastervolt 高頻隔離 SHARP Boost升壓 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 西門子750KW 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) Satcon公司500KW Xantrex500KW 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) SMA1000KW 1常見光伏并網(wǎng)逆變器的拓樸結(jié)構(gòu) 光伏并網(wǎng)逆變器中常用的效率概念 最大效率 max 逆變器所能達(dá)到的最大效率歐洲效率 euro 按照在不同功率點效率根據(jù)加權(quán)公式計算加州效率 cec 按照不同功率 不同直流電壓點效率計算MPPT效率 mppt 反應(yīng)逆變器最大功率點跟蹤的精度整機效率 tot 在某個直流電壓下 euro和 mppt乘積 2 1轉(zhuǎn)換效率 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 SG100K3的效率 最大效率 max 96 27 歐洲效率 euro 95 38 SG5K的效率 最大效率 max 94 7 歐洲效率 euro 94 2 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 2 1轉(zhuǎn)換效率 2 2直流輸入電壓范圍 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 具體設(shè)計系統(tǒng)串聯(lián)數(shù)時綜合考慮以下幾個因素 溫度的影響 需要保證在夏天和冬天的MPPT范圍效率的影響 盡量考慮逆變器的最優(yōu)效率工作點導(dǎo)線的損耗 電壓越高 損耗越少 概念 MPPT工作電壓范圍 逆變器MPPT的搜索范圍直流電壓范圍 系統(tǒng)能夠工作的最低電壓至最高電壓最高系統(tǒng)開路電壓 系統(tǒng)能承受的最高直流電壓 舉例如下 SG100K3 450V 880VDC 一般推薦陣列開路電壓配置為700V左右 44V開路電壓為16串 SG5K 220V 780VDC 一般推薦陣列開路電壓配置為530V左右 44V開路電壓為12串 2 2直流輸入電壓范圍 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 保護(hù)類型 電網(wǎng)電壓過欠壓電網(wǎng)電壓過欠頻交流短路保護(hù)孤島效應(yīng)保護(hù)逆變器過熱保護(hù)直流極性反接保護(hù)逆變器過載保護(hù)逆變器對地漏電保護(hù) 2 3可靠性 保護(hù)配置方式和種類 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 SG100K3 3 在額定負(fù)載時SG5K 4 在額定負(fù)載時 2 4輸出正弦波失真度 電網(wǎng)對于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的諧波要求很高 按照目前光伏并網(wǎng)逆變器的相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)要求 一般在額定功率時 要求并網(wǎng)電流諧波 5 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 光伏并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 MPPT環(huán)最大功率跟蹤直流電壓外環(huán)直流電壓穩(wěn)壓交流電流內(nèi)環(huán)快速跟蹤電流限流控制交流電壓前饋實現(xiàn)無差拍電流控制 2 5逆變控制策略 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 1 核心控制思想是通過對直流電壓的擾動 判斷直流功率的變化 從而搜索到最大功率點 2 6最大功率點跟蹤 MPPT 2 具體的方法 采用精度高于0 1 的電能專用采樣芯片 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 使用電壓比較器和施密特觸發(fā)器進(jìn)行整形 得到和電網(wǎng)電壓完全同頻同相的方波 2 7鎖相技術(shù)特點 使用DSP芯片的CAPTURE口進(jìn)行捕獲 軟件中檢測到電網(wǎng)頻率和相位 調(diào)整并網(wǎng)電流的頻率和相位 從而使得并網(wǎng)電流和電網(wǎng)電壓同頻 相位差180 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 被動檢測 電網(wǎng)電壓的幅值 頻率和相位 當(dāng)電網(wǎng)失電時 會在電網(wǎng)電壓的幅值 頻率和相位參數(shù)上 產(chǎn)生跳變信號 通過檢測跳變信號來判斷電網(wǎng)是否失電 2 8孤島效應(yīng)檢測技術(shù) 主動式檢測方法 指對電網(wǎng)參數(shù)產(chǎn)生小干擾信號 通過檢測反饋信號來判斷電網(wǎng)是否失電 其中一種方法就是通過在并網(wǎng)電流中注入很小的失真電流 通過測量逆變器輸出的電流的相位和頻率 采用正反饋的方案 加大注入量 從而在電網(wǎng)失電時 能夠很快地檢測出異常值 逆變器中同時具有兩種軟件解決方案 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 2 9監(jiān)控軟件和附件 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 工業(yè)級監(jiān)控主機 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 2 9監(jiān)控軟件和附件 通訊協(xié)議采用MODBUS協(xié)議 提供基于Windows2000和xp的多機版監(jiān)控軟件 可提供包括逆變器在內(nèi)的整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的 三遙 方案 中英文界面 操作直觀友好 自動翻屏功能 具有良好地展示效果 可監(jiān)控其他站控層設(shè)備 實現(xiàn)整個電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 2 9監(jiān)控軟件和附件 遠(yuǎn)程通訊手段靈活 功能強大GPRSEthernet以太網(wǎng)SMS短信報警E mail數(shù)據(jù)采集和報警Excel電子表格報表可免費提供通訊協(xié)議 協(xié)助客戶二次開發(fā) 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 2 9監(jiān)控軟件和附件 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 2 9監(jiān)控軟件和附件 光伏陣列防雷匯流箱 4 12路 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 2 9監(jiān)控軟件和附件 光伏陣列防雷匯流箱 二 二 光伏并網(wǎng)逆變器相關(guān)技術(shù)要點 2 9監(jiān)控軟件和附件 單相 SG1K5TL SG2K5TL SG3K SG5K SG6K 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 三相 SG10K3 SG30K3 SG50K3 SG100K3 SG250K3 SG500KTL SG1000KHV 所有產(chǎn)品具有CE認(rèn)證 其中 SG100K3通過TUV認(rèn)證 SG30K3 SG50K3 SG100K3 SG250K3 SG500KTL通過意大利DK5940認(rèn)證 高頻升壓不隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 SG1K5TL SG2K5TL光伏并網(wǎng)逆變器 SG3K光伏并網(wǎng)逆變器 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 工頻隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) SG5K 6K C光伏并網(wǎng)逆變器 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 工頻隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 室內(nèi)型 SG5K 6K B光伏并網(wǎng)逆變器 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 工頻隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 室外型 SG10K3 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 工頻隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) SG30K3 SG50K3 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 工頻隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) SG100K3光伏并網(wǎng)逆變器 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 工頻隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) SG250K3 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 工頻隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) SG500KTL大型光伏并網(wǎng)逆變器 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 直接逆變 無變壓器隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 工頻隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) SG500K3 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 SG1000KHV 1MW整體解決方案 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 SG1000KHV的布局 SG1000KHV主電路框圖 三 相關(guān)產(chǎn)品介紹 四 光伏并網(wǎng)逆變器業(yè)績 公司業(yè)績 奧運鳥巢并網(wǎng)100KW發(fā)電項目 西班牙5MW 3MW并網(wǎng)發(fā)電項目 5MW項目使用50臺SG100K33MW項目使用120臺SG10K3 SG50K3 上海申能1 2MW并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 無錫尚德300KW并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 上海崇明島60KW并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 上海首臺光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 奉賢電力局10KW 上海電力學(xué)院5KW 深圳新天廠房100KW 上海太陽能廠房100KW 國家發(fā)改委新樓100KW 安徽省委半島新村3KW光伏并網(wǎng)示范電站 零能耗住宅在上海 陽光樓頂35KW并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 陽光產(chǎn)業(yè)基地500KW并網(wǎng)系統(tǒng) 上海科學(xué)會堂10KW光伏并網(wǎng) 項目描述 上?？茖W(xué)會堂10KW光伏并網(wǎng) 采用光伏并網(wǎng)逆變電源SG5K兩臺 廊坊航天人才中心120KW并網(wǎng)系統(tǒng) 項目描述 廊坊航天人才中心120KW光伏并網(wǎng)項目 我司配套光伏并網(wǎng)逆變器SG50K32臺 SG20K31臺等相關(guān)設(shè)備 上海太陽能3KW 2并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 項目描述 上海太陽能3KW 2并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 上海人民政府20KW 項目描述 上海市市政府東西兩個門衛(wèi)室屋頂?shù)年嚵姓掌?配備兩臺SG10K3 內(nèi)蒙古烏海市光伏并網(wǎng)項目 項目描述 內(nèi)蒙古烏海市50KW光伏并網(wǎng)項目 采用SG5K C光伏并網(wǎng)逆變電源12套 采用天津津能非晶硅電池組件 東方汽輪機廠并網(wǎng)項目 項目描述 東方汽輪機廠30KW光伏并網(wǎng)項目 我司配套并網(wǎng)逆變器SG10K3若干套 普樂新能源并網(wǎng)項目 項目描述 蚌埠普樂新能源太陽能并網(wǎng)項目 應(yīng)用我司SG1K5TL SG3K光伏并網(wǎng)逆變電源 采用非晶硅組件 北京五棵松體育中心光伏并網(wǎng)發(fā)電項目 項目描述 北京五棵松體育中心光伏并網(wǎng)發(fā)電項目 配套SG50K3光伏并網(wǎng)逆變電源一套