第六章太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成

1、海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日6時(shí)12分第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日6.1 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的特點(diǎn)6.2 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成6.3 太陽(yáng)電池芯片、組件及陣列6.4 功率調(diào)節(jié)器6.5 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的其他設(shè)備第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 由于太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中是作為一種分散電源使用的。因此太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)具有如下特點(diǎn): 1.太陽(yáng)能發(fā)電所使用的能源是太陽(yáng)能。由于太陽(yáng)能的總量極其巨大，因此它是一種取之不盡、用之不竭的能

2、源。它不產(chǎn)生排放物、無(wú)公害，又是一種最清潔的能源。而且它可以在地球上的任何地方使用。但使用這種能源發(fā)電會(huì)隨季節(jié)、天氣、時(shí)刻的改變而改變。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 2.太陽(yáng)能發(fā)電使用的是固體靜止裝置，發(fā)電時(shí)無(wú)可動(dòng)部分，無(wú)噪音，檢修維護(hù)簡(jiǎn)便；太陽(yáng)電池以模塊為單位，可根據(jù)用戶的需要方便地選擇所需容量；組件可大量生產(chǎn)，使成本降低；由于重量較輕，可安放在房頂、墻面、空地等處，可有效利用土地；不需要運(yùn)送燃料，偏遠(yuǎn)地區(qū)可方便使用；建設(shè)周期短，設(shè)計(jì)、規(guī)劃比較靈活。 3.由于太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)可作為一種分散型發(fā)電系統(tǒng)，離負(fù)荷較近，所以

3、輸電損失以及輸電成本較低；可根據(jù)當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷情況靈活地選擇系統(tǒng)的容量；可使電源多樣化，提高電力系統(tǒng)的可靠性；可改善配電系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性，如實(shí)現(xiàn)高速控制、無(wú)功功率控制等。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)主要由太陽(yáng)電池陣列、功率調(diào)節(jié)器、蓄電池(根據(jù)情況可不用)、負(fù)載以及控制保護(hù)裝置等構(gòu)成。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日太陽(yáng)電池陣列：是系統(tǒng)的核心部件，主要接受來(lái)自太陽(yáng)的光能產(chǎn)生直流電能。功率調(diào)節(jié)器主要由逆變器、并網(wǎng)裝置、系統(tǒng)監(jiān)視保護(hù)裝置以及

4、充放電控制裝置等構(gòu)成，主要用來(lái)將太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的直流電變成交流電等。蓄電池根據(jù)不同的情況而用，可用也可不用，它主要是用來(lái)存儲(chǔ)電能的，一般是在緊急情況下用的，如太陽(yáng)電池不發(fā)電或者供電不足時(shí)用。控制保護(hù)裝置主要是用來(lái)保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)用的。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 住宅用并網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)主要由太陽(yáng)電池陣列、功率調(diào)節(jié)器、端子盒、配電盤、賣電、買電用電度表以及臺(tái)架等設(shè)備構(gòu)成。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日芯片方陣組件第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)

5、成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 1、太陽(yáng)能電池芯片 太陽(yáng)能電池芯片是太陽(yáng)電池的最小單元，規(guī)格一般是10cm10cm，12.5cm12.5cm，15cm15cm。一枚太陽(yáng)電池芯片的出力電壓約0.5v。除了特殊情況，太陽(yáng)電池芯片一般不使用。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日單結(jié)晶硅太陽(yáng)電池 single crystal多結(jié)晶硅太陽(yáng)電池 poly crystal非結(jié)晶硅太陽(yáng)電池 amorphous第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院20

6、21年11月1日 太陽(yáng)電池組件是由裝入數(shù)十枚的太陽(yáng)電池芯片，根據(jù)所需的電壓、出力進(jìn)行組合而成。 太陽(yáng)電池組件具有外部封裝及內(nèi)部連接、能單獨(dú)提供直流電輸出的最小不可分割的太陽(yáng)能電池組合裝置，叫太陽(yáng)能電池組件，即多個(gè)單體太陽(yáng)能電池互聯(lián)封裝后成為組件。 2、太陽(yáng)電池組件第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日1. 單晶硅太陽(yáng)能電池組件2. 多晶硅太陽(yáng)能電池組件3. 剛性襯底薄膜太陽(yáng)能電池組件4. 柔性薄膜太陽(yáng)能電池組件非晶硅薄膜碲化鎘薄膜 太陽(yáng)能電池組件的分類：第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南

7、科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 3、太陽(yáng)電池陣列 將太陽(yáng)能電池組件通過(guò)串并聯(lián)安裝在支架上，就構(gòu)成了太陽(yáng)電池方陣?？梢詽M足負(fù)載所要求的輸出功率。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 太陽(yáng)電池陣列的電路構(gòu)成 一般太陽(yáng)電池陣列是由構(gòu)成的縱列太陽(yáng)電池組件、逆流防止元件(二極管)ds，、旁路元件(二極管)db以及接線盒等構(gòu)成。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日逆流防止元件ds： 為了防止逆流現(xiàn)象的發(fā)生，需在各縱列組件串聯(lián)逆流防止元件。+-+-+-+-逆流防止元件

8、逆流防止元件旁路元件旁路元件+-+-+-+- 當(dāng)太陽(yáng)電池組件被鳥(niǎo)糞、樹(shù)葉、日影覆蓋的時(shí)候，太陽(yáng)電池組件幾乎不能發(fā)電。此時(shí)，各縱列組件之間的電壓會(huì)出現(xiàn)不相等的情況，使縱列組件之間的電壓失去平衡，導(dǎo)致出現(xiàn)各縱列組件間以及陣列間循環(huán)電流流動(dòng)以及逆變器等設(shè)備的電流流向陣列的情況。所以太陽(yáng)電池陣列各縱列組件需串連逆流防止元件。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 一般逆流防止元件裝在接線盒內(nèi)，也有安放在太陽(yáng)電池組件的端了箱內(nèi)的。選用逆流防止元件時(shí)一般要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題： 能通過(guò)所在回路的最大電流； 能承受該回路的最大反向電壓； 由于半

9、導(dǎo)體元件的電氣特性隨使用溫度的變化而發(fā)生變化，所以要合理地估計(jì)使用溫度并選擇合適的逆流防止元件。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 旁路元件db：+-+-+-+-逆流防止元件逆流防止元件旁路元件旁路元件+-+-+-+- 另外，各太陽(yáng)電池組件都接有旁路元件。當(dāng)太陽(yáng)電池陣列的一部分被日影遮蓋或組件的某部分出現(xiàn)故障時(shí)，使電流不流過(guò)未發(fā)電的組件而流經(jīng)旁路元件，并為負(fù)載提供電力。 如果不接旁路元件的話，縱列組件的輸出電壓的合成電壓將對(duì)未發(fā)電的組件形成反向電壓，出現(xiàn)過(guò)熱部分，還會(huì)使全陣列的輸出下降。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太

10、陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 選旁路元件是需注意：選擇旁路元件時(shí)應(yīng)使其能通過(guò)縱列組件的短路電流；反向耐壓為縱列組件的最大輸出電壓的1.5倍以上；由于使用溫度的影響，應(yīng)選擇額定電流稍大的旁路元件。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日逆流防止元件逆流防止元件+-+-+-+-旁路元件旁路元件+-+-+-+-+-+-+-+-并網(wǎng)用逆并網(wǎng)用逆變器以及變器以及保護(hù)裝置保護(hù)裝置 太陽(yáng)電池太陽(yáng)電池陣列構(gòu)成陣列構(gòu)成圖圖第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)

11、院2021年11月1日 功率調(diào)節(jié)器一般由逆變器、逆變器事故保護(hù)裝置和并網(wǎng)保護(hù)裝置構(gòu)成。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 逆逆 變變 把直流電變成交流電； 逆變器逆變器實(shí)現(xiàn)逆變的裝置。 根據(jù)輸出電能去向，分為有源逆變電路和無(wú)源逆變電路兩種：交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變有源逆變。 有源逆變過(guò)程為：直流電逆變器交流電交流電網(wǎng)。交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變無(wú)源逆變。 無(wú)源逆變過(guò)程為：直流電逆變器交流電負(fù)載。6.4.1 6.4.1 逆變器逆變器1 1、逆變器的原理、逆變器的原理第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技

12、職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日以單相橋式逆變電路單相橋式逆變電路為例說(shuō)明最基本的工作原理逆變電路及其波形舉例逆變電路及其波形舉例負(fù)載a)b)ts1s2s3s4iououduoiot1t2s1 s4是橋式電路的4個(gè)臂，由電力電子器件及輔助電路組成。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日s1、s4閉合閉合，s2、s3斷開(kāi)斷開(kāi)時(shí)，負(fù)載電壓u uo o為正正。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日s1、s4斷開(kāi)斷開(kāi)，s2、s3閉合閉合時(shí)，負(fù)載電壓u uo

13、為負(fù)負(fù)。 這樣，直流電變成了交流電，改變兩組開(kāi)關(guān)的切換頻率，即可改變輸出交流電的頻率。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日?qǐng)D圖4-34-3 阻抗性負(fù)載阻抗性負(fù)載u當(dāng)負(fù)載為阻感時(shí)， io相位滯后于uo，波形也不同 圖圖4-2 4-2 阻型負(fù)載阻型負(fù)載u 當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)，io和uo的波形相同，相位也相同第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 圖中所示為逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的過(guò)程。半導(dǎo)體元件以1/100秒的速度開(kāi)關(guān)，將直流切斷，將其中一半的波形反向而得到矩形

14、的交流波形，然后使矩形的交流波平滑，最后得到交流波形。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 太陽(yáng)光發(fā)電站用逆變器有三個(gè)不同于其他逆變器的特點(diǎn)。要求逆變器效率高。 效率高現(xiàn)在常用的太陽(yáng)電池矩陣的光電轉(zhuǎn)換效率90，10kva以上的逆變器效率要95。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日要求逆變器要抑制高次諧波電流流入電力系統(tǒng)，減少對(duì)電力系統(tǒng)的配電線的影響。 由于并網(wǎng)型太陽(yáng)光發(fā)電站輸出要與外電網(wǎng)相聯(lián)，所以逆變器輸出波形必須與外電網(wǎng)相一致。要求波形畸變5，高次諧波含

15、量3，功率因數(shù)接近1。獨(dú)立型太陽(yáng)光發(fā)電站用逆變器的波形畸變可以大一些（10），但是，為了降低輸電線路損耗，也希望波形接近正弦波，功率因數(shù)接近1，減少無(wú)功功率損耗。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日要求逆變器能承受比較惡劣的使用條件，同時(shí)保證能在少維護(hù)條件下長(zhǎng)期工作。由于大多數(shù)并網(wǎng)型太陽(yáng)光發(fā)電站用于家庭，要求逆變器的電磁干擾小，不影響人的生活環(huán)境，也不妨礙其他家用電器的正常工作。而且當(dāng)剩余電能流向電力系統(tǒng)時(shí)，能對(duì)電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，維持負(fù)載端的電壓在規(guī)定的范圍之內(nèi)。 當(dāng)然，太陽(yáng)光發(fā)電站用逆變器根據(jù)市場(chǎng)要求，和其他商品一樣，在滿

16、足使用要求的前提下，追求性能價(jià)格比高，成本低，體積小，重量輕。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 脈沖寬度調(diào)制(pwm)，是英文“pulse width modulation”的縮寫，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)所用的逆變器一般使用脈沖寬度調(diào)制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)將矩形波的交流電轉(zhuǎn)換成商用電力系統(tǒng)的正弦波交流電。 脈沖寬度調(diào)制方式(pwm)第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科

17、技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 利用高頻pwm技術(shù)，使開(kāi)關(guān)在半周期間內(nèi)同方向多次地動(dòng)作，將正弦波兩端附近地方的電壓寬度變窄，中間部分寬度變寬，得到脈沖波的序列，然后通過(guò)濾波器則得到下圖中所示的正弦波交流電。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 其中ei為逆變器輸出電壓，el為電抗器的電壓。ec為系統(tǒng)電壓，ic為逆變器的輸出電流。電抗器l稱為并網(wǎng)電杭器，它也起到pwm波形的平滑電抗器的作用。 系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的輸出功率調(diào)整方法第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1

18、日 逆變器始終監(jiān)視系統(tǒng)的電壓，如果要增加輸出功率，可使半導(dǎo)體元件的觸發(fā)時(shí)間提前，使逆變器的輸出電壓的相位超前系統(tǒng)側(cè)的電壓的相位。下圖是系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的輸出矢量圖。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 利用控制手段使逆變器的輸出電流ic始終與系統(tǒng)電壓ec同向，電抗器的電壓el與逆變器的輸出電流ic始終保待90的關(guān)系并使其超前動(dòng)作。逆變器的輸出功率為：逆變器的輸出功率為： （l是電抗器的阻抗）又：逆變器的輸出功率:第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 從太陽(yáng)電

19、池輸入輸出特性可知，當(dāng)電流增加時(shí)電壓會(huì)降低。因此，太陽(yáng)電池特性存在最大功率時(shí)的最佳動(dòng)作點(diǎn)(太陽(yáng)電池的最佳輸出電壓、最佳輸出電流)，因此有必要進(jìn)行最大功率點(diǎn)控制(mpp控制)。2 2、最大功率點(diǎn)跟隨控制、最大功率點(diǎn)跟隨控制 功率調(diào)節(jié)器具有使太陽(yáng)電池的出力電壓上下變動(dòng)，并監(jiān)視其功率的變化，改變電壓使功率向增加的方向變化，使太陽(yáng)電池輸出最大功率的功能。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 太陽(yáng)電池溫度特性第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 太陽(yáng)電池日照特性第六

20、章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 由以上兩圖可以看出，當(dāng)溫度、日照量變化時(shí)，太陽(yáng)電池的輸出功率也隨之變化，所以十分有必要對(duì)太陽(yáng)電池進(jìn)行最大功率點(diǎn)的控制(mppt)。 最大功率點(diǎn)的控制有登山法、dv/di法、二值比較法以及遺傳式算法等，這里主要介紹登山法。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 當(dāng)太陽(yáng)冉冉升起，日射強(qiáng)度不斷增大，達(dá)到可以輸出電能的條件時(shí)，逆

21、變器開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行，監(jiān)視太陽(yáng)電池的出力，并在滿足可輸出電能的條件下連續(xù)運(yùn)行。如果出現(xiàn)陰天，太陽(yáng)電池的出力變小，逆變器的出力接近0時(shí)，逆變器進(jìn)人待機(jī)狀態(tài)，日落時(shí)逆變器自動(dòng)停止運(yùn)行。3 3、自動(dòng)運(yùn)行停止功能、自動(dòng)運(yùn)行停止功能第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 一般的家庭所使用的電壓為220v的交流電，可以使電氣設(shè)備安全、穩(wěn)定地工作。同樣，為了使配電線的電壓維持在一定的范圍之內(nèi)，有必要控制光伏系統(tǒng)配電線的電壓維持在一定的范圍內(nèi)。4 4、自動(dòng)電壓調(diào)整功能、自動(dòng)電壓調(diào)整功能第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技

22、職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 如當(dāng)系統(tǒng)并網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)與商用電力系統(tǒng)連接并處在逆潮流運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如果連接點(diǎn)處的電壓超過(guò)電力系統(tǒng)的允許范圍，則會(huì)給其他的用戶帶來(lái)麻煩。 因此，需要設(shè)置自動(dòng)電壓調(diào)整功能防止連接點(diǎn)的電壓上升。但對(duì)于小容量的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于幾乎不會(huì)引起電壓上升，所以一般省去此功能。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 自動(dòng)電壓調(diào)整功能有兩種方法，一個(gè)是超前相位無(wú)功功率控制方法，另一個(gè)是出力控制方法。超前相位無(wú)功功率控制方法超前相位無(wú)功功率控制方法 一般逆變器輸出電流的相位是與商用電力系統(tǒng)的

23、電壓同相的，但是，如果并網(wǎng)連接點(diǎn)處的電壓上升并超過(guò)超前相位無(wú)功功率控制所設(shè)定的電壓，此時(shí)，逆變器的輸出電流的相位會(huì)超前商用電力系統(tǒng)的電壓的相位，從而通過(guò)控制，使連接點(diǎn)處的電壓下降。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 由于超前相位無(wú)功功率控制只能使電壓上升的抑制效果達(dá)2%-3%的程度，如果系統(tǒng)電壓繼續(xù)上升，超前相位無(wú)功功率控制將失去作用，此時(shí)必須抑制太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的出力，以防止連接點(diǎn)處的電壓上升。出力控制方法出力控制方法第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日

24、 系統(tǒng)并網(wǎng)控制的目的系統(tǒng)并網(wǎng)控制的目的是使功率調(diào)節(jié)器的交流輸出的電壓值、波形維待在規(guī)定的范圍內(nèi)，使交流電流中所含的高次諧波電流在所規(guī)定的值以內(nèi)，從而避免對(duì)電力系統(tǒng)的配電線造成大的影響。 5 5、系統(tǒng)并網(wǎng)控制、系統(tǒng)并網(wǎng)控制第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日將系統(tǒng)實(shí)際交流電壓作為逆變器輸出電壓的目標(biāo)值。與逆變器實(shí)際輸出電壓進(jìn)行比較、運(yùn)算。將系統(tǒng)實(shí)際交流電流作為逆變器輸出電流的目標(biāo)值。與逆變器實(shí)際輸出電流進(jìn)行比較、運(yùn)算。通過(guò)運(yùn)算差分值，pi控制器修正逆變器的導(dǎo)通寬度，從而控制逆變器的輸出與目標(biāo)值相同。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)

25、的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 為了防止太陽(yáng)電池的直流電流向電力系統(tǒng)的配電線，給電力系統(tǒng)造成不良影響，在功率調(diào)節(jié)器中一般設(shè)有絕緣變壓器將直流與交流分開(kāi)。 所謂絕緣就是將太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的直流與電太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的直流與電力系統(tǒng)之間分離力系統(tǒng)之間分離，而交流則通過(guò)變壓器相連接而交流則通過(guò)變壓器相連接，以防止逆變器故障或太陽(yáng)電池組件的絕緣不良而影響電力系統(tǒng)。6.4.2 6.4.2 逆變器的絕緣方式逆變器的絕緣方式第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日功率調(diào)節(jié)器中所使用的絕緣方式有如下三種

26、:低頻變壓器絕緣方式(工頻變壓器絕緣方式);高頻變壓器絕緣方式;無(wú)變壓器絕緣方式。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日低頻變壓器絕緣方式(工頻變壓器絕緣方式)工頻：指工業(yè)上用的交流電源的頻率，單位是赫茲（hz） 太陽(yáng)電池直流輸入通過(guò)pwm正弦波逆變器工頻通過(guò)工頻絕緣逆變器電壓輸出第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日高頻變壓器絕緣方式通過(guò)pwm正弦波逆變器太陽(yáng)電池直流輸入通過(guò)高頻逆變器工 頻通過(guò)工頻絕緣逆變器電壓輸出高頻交流電壓高頻變壓器絕緣高頻整流電路直

27、流第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 這里使用了高頻藕合高頻藕合dc/dc轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器。直流輸出通過(guò)pwm正弦波逆變器轉(zhuǎn)換成工頻交流輸出。與低頻變壓器絕緣方式相比，高頻變壓器絕緣方式具有體積小體積小、重量輕重量輕的特點(diǎn)。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 但與低頻變壓器絕緣方式相比，電路構(gòu)成、控制方式比較復(fù)雜，由于經(jīng)過(guò)兩次轉(zhuǎn)換，所以系統(tǒng)的效率稍稍偏低。本絕緣方式采用的比較多。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技

28、職業(yè)學(xué)院2021年11月1日無(wú)變壓器絕緣方式。太陽(yáng)電池直流輸入通過(guò)pwm正弦波逆變器升壓斬波器升壓波形整形濾波器電壓輸出第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 由于不使用變壓器，比較容易實(shí)現(xiàn)裝置的小型化、輕量化，因電路簡(jiǎn)單可降低價(jià)格，串聯(lián)元件減少，容易實(shí)現(xiàn)高效率化。由于省去了絕緣變壓，可節(jié)約空間。無(wú)變壓器絕緣方式。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 濾波器（filter）是一種對(duì)信號(hào)有處理作用的器件或電路，是一種用來(lái)消除干擾雜訊的器件，將輸入或輸出經(jīng)過(guò)過(guò)濾

29、而得到純凈的直流電。 6.4.3 6.4.3 濾波器濾波器 濾波器主要作用是：讓有用信號(hào)盡可能無(wú)衰減的通過(guò)，對(duì)無(wú)用信號(hào)盡可能大的衰減。 第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 逆變器運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電氣開(kāi)關(guān)將直流電轉(zhuǎn)換成50hz的商用交流電，實(shí)際上波形中除了50hz的成分之外.還含有50hz的5倍(250hz),7倍(350hz)等成分，即5次諧波、7次諧波等。為了濾掉高次諧波而得到商用頻率的正弦波，通常使用由電感線圈和電容構(gòu)成的低通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技

30、職業(yè)學(xué)院2021年11月1日6.4.4 6.4.4 系統(tǒng)并網(wǎng)保護(hù)裝置系統(tǒng)并網(wǎng)保護(hù)裝置 我們將太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)與電力系統(tǒng)并網(wǎng)的方式稱為系統(tǒng)并網(wǎng)。 由于太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)只能在有太陽(yáng)光線的時(shí)候才能發(fā)電，而且所產(chǎn)生的電能有時(shí)不能滿足負(fù)載的要求，因此在太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)側(cè)電能不足的情況下，負(fù)載需要電力系統(tǒng)供電；相反，當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能供給負(fù)載后出現(xiàn)剩余電能時(shí)，會(huì)流向電力系統(tǒng)。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 由于太陽(yáng)電池產(chǎn)生的電能與日照強(qiáng)度有關(guān)，產(chǎn)生的電壓并不是很穩(wěn)定，在與電網(wǎng)相連時(shí)，其電壓有可能高于電網(wǎng)，也有可能低于電網(wǎng)，很可

31、能會(huì)使電力系統(tǒng)的電能品質(zhì)降低，給其他的用戶以及人身安全帶來(lái)影響。 為了避免這些情況的出現(xiàn)，要對(duì)系統(tǒng)設(shè)置一定的并網(wǎng)保護(hù)裝置。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 使用這些系統(tǒng)并網(wǎng)保護(hù)裝置可以自動(dòng)檢測(cè)出配電系統(tǒng)側(cè)或住宅側(cè)的事故，迅速將太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)與配電系統(tǒng)分離，使其運(yùn)行停止。 電壓繼電器：電壓繼電器是一種按電壓值動(dòng)作的繼電器，按電壓分為低電壓繼電器，過(guò)電壓繼電器兩種，按頻率可分為頻率上升繼電器和頻率下降繼電器。 低電壓繼電器：逆變器的控制部分異常導(dǎo)致電壓下降，繼電器就動(dòng)作，以保護(hù)系統(tǒng)。 過(guò)電壓繼電器：如果逆變器的控制部分異常導(dǎo)

32、致電壓上升，繼電器就動(dòng)作， 以保護(hù)系統(tǒng)。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日如果被并網(wǎng)的系統(tǒng)短路，則采用低電壓繼電器保護(hù)。如果由于系統(tǒng)事故或施工停電等引起的單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)，則采用單獨(dú)運(yùn)行功能檢測(cè)，保護(hù)裝置有過(guò)電壓繼電器、低電壓繼電器、頻率上升繼電器和頻率下降繼電器。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 由于太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的配電線并網(wǎng)運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)由于某種原因發(fā)生異常而停電時(shí)，如果不使太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)停止工作，則會(huì)向配電線繼續(xù)供電，這種運(yùn)行狀態(tài)被稱為單獨(dú)

33、運(yùn)行狀態(tài)。 6.4.5 6.4.5 單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 如果停電時(shí)，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)向電力系統(tǒng)逆充電，電力公司維修人員就會(huì)有觸電危險(xiǎn)，這樣不僅妨礙了停電原因的調(diào)查以及正常運(yùn)行的盡早恢復(fù)，而且還有可能給配電系統(tǒng)的某些部分照成損害。所以必須阻止單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)被動(dòng)式單獨(dú)運(yùn)行檢測(cè)方式電壓相位跳躍檢測(cè)方式三次諧波電壓畸變急增檢測(cè)方式頻率變化率急變檢測(cè)方式主動(dòng)式單獨(dú)運(yùn)行檢測(cè)方式

34、頻率偏移方式有功功率變動(dòng)方式無(wú)功功率變動(dòng)方式負(fù)載變動(dòng)方式第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 被動(dòng)式是一種實(shí)時(shí)監(jiān)視電壓的相位實(shí)時(shí)監(jiān)視電壓的相位、電壓以及頻電壓以及頻率變化率等狀態(tài)率變化率等狀態(tài)，檢測(cè)出單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)的方法。即檢檢測(cè)出太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)與電力系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)的狀態(tài)測(cè)出太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)與電力系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)的狀態(tài)與與電電力系統(tǒng)停電時(shí)向單獨(dú)運(yùn)行過(guò)渡時(shí)的力系統(tǒng)停電時(shí)向單獨(dú)運(yùn)行過(guò)渡時(shí)的電壓波形電壓波形、相位相位等變化，從而檢測(cè)出單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)。 1 1、被動(dòng)式單獨(dú)運(yùn)行檢測(cè)方式、被動(dòng)式單獨(dú)運(yùn)行檢測(cè)方式第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光

35、伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 當(dāng)向單獨(dú)運(yùn)行過(guò)渡時(shí)，由于發(fā)電出力與負(fù)荷的不平衡會(huì)導(dǎo)致電壓的相位產(chǎn)生急變，因此可通過(guò)檢測(cè)連可通過(guò)檢測(cè)連接點(diǎn)處接點(diǎn)處電壓的相位的變化電壓的相位的變化來(lái)判斷單獨(dú)運(yùn)行來(lái)判斷單獨(dú)運(yùn)行。電壓相位跳躍檢測(cè)方式電壓相位跳躍檢測(cè)方式三次諧波電壓畸變急增檢測(cè)方式三次諧波電壓畸變急增檢測(cè)方式 系統(tǒng)停電時(shí)，功率調(diào)節(jié)器的輸出正弦電流流向變壓器，此時(shí)發(fā)生的電壓由于變壓器的磁特性的作用使三次諧波激增。可通過(guò)檢測(cè)連接點(diǎn)處的可通過(guò)檢測(cè)連接點(diǎn)處的三次諧三次諧波激增現(xiàn)象波激增現(xiàn)象來(lái)判斷單獨(dú)運(yùn)行。來(lái)判斷單獨(dú)運(yùn)行。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海

36、南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日頻率變化率急變檢測(cè)方式頻率變化率急變檢測(cè)方式 當(dāng)向單獨(dú)運(yùn)行過(guò)渡時(shí)，負(fù)載的阻抗會(huì)導(dǎo)致電壓的頻率急變。通過(guò)檢測(cè)連接點(diǎn)處通過(guò)檢測(cè)連接點(diǎn)處電壓的頻率變化電壓的頻率變化來(lái)判斷來(lái)判斷單獨(dú)運(yùn)行單獨(dú)運(yùn)行。第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 主動(dòng)式的原理是:功率調(diào)節(jié)器時(shí)常發(fā)出如頻率、功率調(diào)節(jié)器時(shí)常發(fā)出如頻率、輸出功率的變化量，根據(jù)出現(xiàn)的結(jié)果、狀態(tài)變化檢輸出功率的變化量，根據(jù)出現(xiàn)的結(jié)果、狀態(tài)變化檢測(cè)出單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)。測(cè)出單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)。 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)與電力系統(tǒng)處于并網(wǎng)狀態(tài)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)頻率、輸出功率的變化量，而單獨(dú)運(yùn)行時(shí)則會(huì)出現(xiàn)這些變化量，因此可由檢測(cè)出的這些變化量確定是否為單獨(dú)運(yùn)行。 2 2、主動(dòng)式單獨(dú)運(yùn)行檢測(cè)方式、主動(dòng)式單獨(dú)運(yùn)行檢測(cè)方式第六章第六章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成海南科技職業(yè)學(xué)院海南科技職業(yè)學(xué)院2021年11月1日 并網(wǎng)中的輸出電流一般跟隨系統(tǒng)電壓的頻率，以此頻率為中心并以一定的范圍周期地增減輸出電流的頻率。當(dāng)向單獨(dú)運(yùn)行過(guò)渡時(shí)，當(dāng)向單獨(dú)運(yùn)行過(guò)渡時(shí)，對(duì)由輸出電流與負(fù)荷對(duì)由輸出電流與負(fù)荷的阻抗而產(chǎn)生的電壓的周期性頻率變化進(jìn)行控制，的阻抗而產(chǎn)生的電