并網(wǎng)光伏逆變器 (大功率)

1、羅雙虎羅雙虎2013.6 1 1 大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成 2 2 逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向 3 3 逆變器的轉(zhuǎn)換效率逆變器的轉(zhuǎn)換效率 4 4 逆變器的保護(hù)功能逆變器的保護(hù)功能 5 5 逆變器并網(wǎng)電流諧波逆變器并網(wǎng)電流諧波 6 6 電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù) 7 7 最大功率點(diǎn)跟蹤最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)(MPPT) 8 8 電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù) 9 9 孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù) 10 10 光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù) 11 11 大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向目目 錄錄太陽(yáng)電池

2、太陽(yáng)電池交直流電纜交直流電纜陣列匯流箱陣列匯流箱太陽(yáng)電池陣列支架（固定或自動(dòng)跟太陽(yáng)電池陣列支架（固定或自動(dòng)跟蹤）蹤）交、直流配電系統(tǒng)交、直流配電系統(tǒng)大型并網(wǎng)逆變器大型并網(wǎng)逆變器電網(wǎng)接入系統(tǒng)（升壓變壓器、交流電網(wǎng)接入系統(tǒng)（升壓變壓器、交流斷路器、計(jì)量、無(wú)功補(bǔ)償、繼電保護(hù)斷路器、計(jì)量、無(wú)功補(bǔ)償、繼電保護(hù)等）等）監(jiān)測(cè)、計(jì)量、數(shù)采設(shè)備、防雷系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、計(jì)量、數(shù)采設(shè)備、防雷系統(tǒng)（氣象監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集及傳輸?shù)龋庀蟊O(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)采集及傳輸?shù)龋┐笮凸夥娬窘M成大型光伏電站組成 1 1 大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成 2 2 逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向3 3 逆變器的轉(zhuǎn)換

3、效率逆變器的轉(zhuǎn)換效率 4 4 逆變器的保護(hù)功能逆變器的保護(hù)功能 5 5 逆變器并網(wǎng)電流諧波逆變器并網(wǎng)電流諧波 6 6 電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù) 7 7 最大功率點(diǎn)跟蹤最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)(MPPT) 8 8 電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù) 9 9 孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù) 10 10 光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù) 11 11 大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向 目目 錄錄常見(jiàn)大功率并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常見(jiàn)大功率并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用工頻變壓器隔離的大功率三相并網(wǎng)逆變器逆變裝置的核心，是逆變開(kāi)關(guān)電路，簡(jiǎn)稱為逆變電路。該電路通過(guò)電力電子開(kāi)關(guān)的

4、導(dǎo)通與關(guān)斷，來(lái)完成逆變的功能。無(wú)變壓器隔離的大功率三相并網(wǎng)逆變器常見(jiàn)大功率并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常見(jiàn)大功率并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 采樣及電源采樣及電源 電源系統(tǒng)電源系統(tǒng) （交流電源、直流電源、（交流電源、直流電源、UPSUPS電源）電源） 模擬量模擬量 采集和輸出采集和輸出 （電壓、電流、溫度傳感器）（電壓、電流、溫度傳感器） 開(kāi)關(guān)量采集和輸出（熔斷器、接觸器、風(fēng)機(jī)等狀態(tài)和控制）開(kāi)關(guān)量采集和輸出（熔斷器、接觸器、風(fēng)機(jī)等狀態(tài)和控制） IGBTIGBT驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 、保護(hù)通道、保護(hù)通道 電池板絕緣檢測(cè)電池板絕緣檢測(cè) 、漏電檢測(cè)（交流側(cè)、直流側(cè)）、漏電檢測(cè)（交流側(cè)、直流側(cè)） 狀態(tài)顯示按鈕狀態(tài)顯示按鈕 （狀態(tài)

5、顯示、鑰匙開(kāi)關(guān)、急停）（狀態(tài)顯示、鑰匙開(kāi)關(guān)、急停） 嵌入式控制板嵌入式控制板 CUPCUP（單（單DSPDSP或雙或雙DSPDSP系統(tǒng)），應(yīng)用中系統(tǒng)），應(yīng)用中TI TI的的TMS320F2812/28335TMS320F2812/28335居多。居多。 外圍功能電路：外圍功能電路： 模擬和開(kāi)關(guān)信號(hào)處理；邏輯運(yùn)算；通訊；電源管理等。模擬和開(kāi)關(guān)信號(hào)處理；邏輯運(yùn)算；通訊；電源管理等。控制技術(shù)控制技術(shù) 三相逆變?cè)恚ㄈ嗄孀冊(cè)恚⊿PWMSPWM）逆變橋部分逆變橋部分 IGBT:IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)Insulated Gate Bipolar

6、Transistor)絕緣柵雙極性晶體管絕緣柵雙極性晶體管 主要品牌：主要品牌： infineoninfineon semikron semikron 三菱三菱 富士富士LCLLCL濾波器濾波器部分元件品牌部分元件品牌 快速熔斷器快速熔斷器 BUSSMANNBUSSMANN 接觸器接觸器 ABBABB 浪涌吸收器浪涌吸收器 ABB ABB 電流傳感器電流傳感器 LEM LEM 電壓傳感器電壓傳感器 南車時(shí)代南車時(shí)代兩臺(tái)低壓輸出逆變器接中壓變壓器整體解決方案案例常見(jiàn)大功率并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)案例常見(jiàn)大功率并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)案例常見(jiàn)大功率并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常見(jiàn)大功率并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多個(gè)功率

7、模塊并聯(lián)多重疊加技術(shù) 10MW 系統(tǒng)逆變器拓?fù)浒l(fā)展方向逆變器拓?fù)浒l(fā)展方向 1 1 大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成 2 2 逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向3 3 逆變器的轉(zhuǎn)換效率逆變器的轉(zhuǎn)換效率4 4 逆變器的保護(hù)功能逆變器的保護(hù)功能 5 5 逆變器并網(wǎng)電流諧波逆變器并網(wǎng)電流諧波 6 6 電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù) 7 7 最大功率點(diǎn)跟蹤最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)(MPPT) 8 8 電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù) 9 9 孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù) 10 10 光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù) 11 11 大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方

8、向大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向 目目 錄錄轉(zhuǎn)換效率的概念轉(zhuǎn)換效率的概念轉(zhuǎn)換效率是光伏并網(wǎng)逆變器中最重要的技術(shù)指標(biāo)之一：轉(zhuǎn)換效率是光伏并網(wǎng)逆變器中最重要的技術(shù)指標(biāo)之一：光伏并網(wǎng)逆變器中常用的效率概念：光伏并網(wǎng)逆變器中常用的效率概念： 最大效率最大效率 max max ： 逆變器所能達(dá)到的最大效率逆變器所能達(dá)到的最大效率 歐洲效率歐洲效率 euro euro ： 按照在不同功率點(diǎn)的效率根據(jù)加權(quán)公式計(jì)算按照在不同功率點(diǎn)的效率根據(jù)加權(quán)公式計(jì)算 MPPTMPPT效率效率mpptmppt：反應(yīng)逆變器最大功率點(diǎn)跟蹤的精度：反應(yīng)逆變器最大功率點(diǎn)跟蹤的精度 目前，先進(jìn)水平：目前，先進(jìn)水平： max 98% euro

9、97.5% (max 98% euro97.5% (不含變壓器不含變壓器) ) max 96.5% euro96% ( max 96.5% euro96% (含變壓器含變壓器) ) 1 1 大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成 2 2 逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向 3 3 逆變器的轉(zhuǎn)換效率逆變器的轉(zhuǎn)換效率4 4 逆變器的保護(hù)功能逆變器的保護(hù)功能5 5 逆變器并網(wǎng)電流諧波逆變器并網(wǎng)電流諧波 6 6 電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù) 7 7 最大功率點(diǎn)跟蹤最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)(MPPT) 8 8 電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù) 9 9 孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)

10、10 10 光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù) 11 11 大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向目目 錄錄保護(hù)類型：保護(hù)類型： 電網(wǎng)電壓過(guò)欠壓電網(wǎng)電壓過(guò)欠壓 電網(wǎng)電壓過(guò)欠頻電網(wǎng)電壓過(guò)欠頻 交流輸出短路保護(hù)交流輸出短路保護(hù) 孤島效應(yīng)保護(hù)孤島效應(yīng)保護(hù) 逆變器過(guò)熱保護(hù)逆變器過(guò)熱保護(hù) 直流極性反接保護(hù)直流極性反接保護(hù) 直流過(guò)壓保護(hù)直流過(guò)壓保護(hù) 逆變器過(guò)載保護(hù)逆變器過(guò)載保護(hù) 逆變器對(duì)地漏電保護(hù)逆變器對(duì)地漏電保護(hù) 逆變器內(nèi)部自檢保護(hù)（防雷器損壞，接觸器故障，變壓器過(guò)熱，逆變器內(nèi)部自檢保護(hù)（防雷器損壞，接觸器故障，變壓器過(guò)熱，A/DA/D通道通道損壞，損壞，IGBTIG

11、BT損壞等等）損壞等等）逆變器基本保護(hù)功能逆變器基本保護(hù)功能在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)異在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)異常跌落時(shí)，常常需常跌落時(shí)，常常需要并網(wǎng)逆變器此時(shí)要并網(wǎng)逆變器此時(shí)不能立即脫網(wǎng)，而不能立即脫網(wǎng)，而是需要繼續(xù)工作，是需要繼續(xù)工作，起到支撐電網(wǎng)的作起到支撐電網(wǎng)的作用。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓用。當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在圖中電壓輪廓線在圖中電壓輪廓線及以上區(qū)域內(nèi)時(shí)，及以上區(qū)域內(nèi)時(shí)，逆變器需要保持并逆變器需要保持并網(wǎng)運(yùn)行。輪廓線以網(wǎng)運(yùn)行。輪廓線以下，逆變器停止向下，逆變器停止向電網(wǎng)送電。電網(wǎng)送電。低電壓穿越低電壓穿越 （LVRTLVRT） 1 1 大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成 2 2 逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向逆

12、變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向 3 3 逆變器的轉(zhuǎn)換效率逆變器的轉(zhuǎn)換效率 4 4 逆變器的保護(hù)功能逆變器的保護(hù)功能5 5 逆變器并網(wǎng)電流諧波逆變器并網(wǎng)電流諧波6 6 電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù) 7 7 最大功率點(diǎn)跟蹤（最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPTMPPT） 8 8 電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù) 9 9 孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù) 10 10 光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù) 11 11 大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向目目 錄錄并網(wǎng)電流諧波要求并網(wǎng)電流諧波要求國(guó)網(wǎng)公司對(duì)于光伏電站并網(wǎng)電流的諧波要求并網(wǎng)電流諧波要求并網(wǎng)電流諧波要求鑒衡認(rèn)證對(duì)于光伏并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)

13、電流的諧波要求總諧波總諧波5%5%并網(wǎng)電流諧波的抑制并網(wǎng)電流諧波的抑制并網(wǎng)電流諧波抑制方法：并網(wǎng)電流諧波抑制方法：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇： L-C L-C ，L-C-LL-C-L電感和電容參數(shù)的設(shè)計(jì)電感和電容參數(shù)的設(shè)計(jì)控制算法，控制算法，PWM(PWM(脈沖寬度調(diào)制）驅(qū)動(dòng)方式脈沖寬度調(diào)制）驅(qū)動(dòng)方式采樣精度采樣精度運(yùn)算精度運(yùn)算精度目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求目前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求5%5%，但許多用戶要求，但許多用戶要求3%3%新的研究方向新的研究方向1.1.如何更好抑制低功率時(shí)的電流諧波？如何更好抑制低功率時(shí)的電流諧波？2.2.如何抑制多臺(tái)逆變器同時(shí)并網(wǎng)時(shí)電流諧波的疊加問(wèn)題？如何抑制多臺(tái)逆變器同時(shí)并網(wǎng)時(shí)電流諧

14、波的疊加問(wèn)題？3.3.如何在電網(wǎng)電壓諧波大時(shí)，仍舊保證低電流諧波？如何在電網(wǎng)電壓諧波大時(shí)，仍舊保證低電流諧波？4.4.在弱網(wǎng)環(huán)境下，如何保證電流諧波？在弱網(wǎng)環(huán)境下，如何保證電流諧波？ 1 1 大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成 2 2 逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向 3 3 逆變器的轉(zhuǎn)換效率逆變器的轉(zhuǎn)換效率 4 4 逆變器的保護(hù)功能逆變器的保護(hù)功能 5 5 逆變器并網(wǎng)電流諧波逆變器并網(wǎng)電流諧波 6 6電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)7 7 最大功率點(diǎn)跟蹤最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)(MPPT) 8 8 電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù) 9 9 孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)

15、 10 10 光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù) 11 11 大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向目目 錄錄電磁干擾的要求電磁干擾的要求 電網(wǎng)對(duì)逆變器產(chǎn)生的干擾：電壓漲跌，頻率漂移，不平衡，電網(wǎng)對(duì)逆變器產(chǎn)生的干擾：電壓漲跌，頻率漂移，不平衡，電氣噪聲，浪涌等。要求逆變器不能損壞。電氣噪聲，浪涌等。要求逆變器不能損壞。 逆變器對(duì)于電網(wǎng)產(chǎn)生的干擾：逆變器對(duì)于電網(wǎng)產(chǎn)生的干擾： 電流諧波，電壓波動(dòng)、電壓閃電流諧波，電壓波動(dòng)、電壓閃變、無(wú)功功率、電網(wǎng)阻抗、干擾疊加等。必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。變、無(wú)功功率、電網(wǎng)阻抗、干擾疊加等。必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 逆變器對(duì)于其他電器的干擾：

16、逆變器對(duì)于其他電器的干擾： 傳導(dǎo)干擾，輻射干擾等。必須傳導(dǎo)干擾，輻射干擾等。必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。電磁干擾對(duì)策：電磁干擾對(duì)策：隔離變壓器，并網(wǎng)隔離變壓器隔離變壓器，并網(wǎng)隔離變壓器EMIEMI濾波器，輸入輸出濾波器，輸入輸出EMIEMI濾波模塊濾波模塊控制算法，優(yōu)化控制算法控制算法，優(yōu)化控制算法拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，改進(jìn)整機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，改進(jìn)整機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)目前沒(méi)有頒布明確的光伏電站防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目前沒(méi)有頒布明確的光伏電站防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以參考的標(biāo)準(zhǔn)可以參考的標(biāo)準(zhǔn)：建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-1994(2000)GB50057-1994(2000)IEC 60364-7-712

17、-2002IEC 60364-7-712-2002IEC 62305 1-5IEC 62305 1-5IEC 61557-4-2007IEC 61557-4-2007GB/T 21431-2008 GB/T 21431-2008 建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范建筑物防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范SJ/T 11127-1997 SJ/T 11127-1997 光伏（光伏（PVPV）發(fā)電系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)導(dǎo)則）發(fā)電系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)導(dǎo)則系統(tǒng)的防雷和接地系統(tǒng)的防雷和接地 交流側(cè)的防雷和普通交流配電防雷要求等同交流側(cè)的防雷和普通交流配電防雷要求等同系統(tǒng)的防雷和接地系統(tǒng)的防雷和接地 大型開(kāi)闊地區(qū)光伏電站避雷器安裝布置圖示例注

18、： 來(lái)源于德國(guó)DEHN公司網(wǎng)站資料系統(tǒng)的防雷和接地系統(tǒng)的防雷和接地 建筑屋頂光伏陣列避雷器安裝布置圖示例建筑屋頂光伏陣列避雷器安裝布置圖示例注： 來(lái)源于德國(guó)DEHN公司網(wǎng)站資料可參考原則：可參考原則：支架等電位連接支架等電位連接 太陽(yáng)電池邊框接地太陽(yáng)電池邊框接地 接地電阻的設(shè)計(jì)接地電阻的設(shè)計(jì) （直流和交流）（直流和交流）44歐姆歐姆低壓電網(wǎng)和高壓電網(wǎng)防雷和接地參考成熟設(shè)計(jì)低壓電網(wǎng)和高壓電網(wǎng)防雷和接地參考成熟設(shè)計(jì)系統(tǒng)的防雷和接地系統(tǒng)的防雷和接地注：該資料來(lái)源于phoenix公司網(wǎng)站小功率系統(tǒng)直流和交流防雷，采用凱文接線感應(yīng)雷的防止感應(yīng)雷的防止 1 1 大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成

19、 2 2 逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向 3 3 逆變器的轉(zhuǎn)換效率逆變器的轉(zhuǎn)換效率 4 4 逆變器的保護(hù)功能逆變器的保護(hù)功能 5 5 逆變器并網(wǎng)電流諧波逆變器并網(wǎng)電流諧波 6 6 電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù)7 7 最大功率點(diǎn)跟蹤（最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPTMPPT）8 8 電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù) 9 9 孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù) 10 10 光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù) 11 11 大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向目目 錄錄光伏電池在不同的日照和溫度條件下，具有不同的MPP mImVocVscImP電流功率)(WP

20、)(VU)(AI00.511.522.533.5051015202540102030405060光伏電池特性介紹光伏電池特性介紹不同溫度下的P-V特性曲線 太陽(yáng)電池陣列的P-V特性 不同日照量下的I-V和P-V特性曲線 MPPT技術(shù)要求技術(shù)要求 大功率逆變器的控制部分大功率逆變器的控制部分跟蹤電池板跟蹤電池板 跟蹤電池板（跟蹤電池板（MPPT: MPPT: 最大功率跟蹤）最大功率跟蹤） 使逆變器始終工作在太陽(yáng)能電池板陣列的最大輸出功率段，使逆變器始終工作在太陽(yáng)能電池板陣列的最大輸出功率段，以充分發(fā)揮電池組件光電轉(zhuǎn)換潛力。以充分發(fā)揮電池組件光電轉(zhuǎn)換潛力。MPPT技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)觀察法：擾動(dòng)觀

21、察法： 擾動(dòng)光伏電池的輸出電壓（或電流），然后觀測(cè)光伏電池的輸出擾動(dòng)光伏電池的輸出電壓（或電流），然后觀測(cè)光伏電池的輸出功率的變化，根據(jù)功率變化的趨勢(shì)連續(xù)改變擾動(dòng)電壓（或電流）方向，功率的變化，根據(jù)功率變化的趨勢(shì)連續(xù)改變擾動(dòng)電壓（或電流）方向，使光伏電池最終工作在最大功率點(diǎn)。使光伏電池最終工作在最大功率點(diǎn)。電導(dǎo)增量法：電導(dǎo)增量法： 通過(guò)比較太陽(yáng)能電池陣列的瞬時(shí)電導(dǎo)與電導(dǎo)的變化量通過(guò)比較太陽(yáng)能電池陣列的瞬時(shí)電導(dǎo)與電導(dǎo)的變化量,根據(jù)比較結(jié)果根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)制來(lái)完成最大功率點(diǎn)跟蹤的功能。進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)制來(lái)完成最大功率點(diǎn)跟蹤的功能。定電壓跟蹤法：定電壓跟蹤法： 將光伏電池輸出電壓控制在其最大功率

22、點(diǎn)附近的某一定電壓處，將光伏電池輸出電壓控制在其最大功率點(diǎn)附近的某一定電壓處，光伏電池將獲得近似的最大功率輸出，這種控制就是定電壓跟蹤法，其光伏電池將獲得近似的最大功率輸出，這種控制就是定電壓跟蹤法，其實(shí)際上是一種開(kāi)環(huán)的實(shí)際上是一種開(kāi)環(huán)的MPPT算法。算法。常見(jiàn)的常見(jiàn)的mppt跟蹤方法有以下幾種：跟蹤方法有以下幾種：試驗(yàn)和測(cè)試手段：試驗(yàn)和測(cè)試手段： 在正常工作條件下測(cè)試在正常工作條件下測(cè)試MPPT算法將十分耗時(shí)，同時(shí)很難比對(duì)。算法將十分耗時(shí)，同時(shí)很難比對(duì)。 最佳的方法是使用光伏陣列模擬器最佳的方法是使用光伏陣列模擬器 對(duì)于太陽(yáng)能陣列模擬器要求：對(duì)于太陽(yáng)能陣列模擬器要求： 能夠方便設(shè)定光伏陣列的

23、串并聯(lián)數(shù)能夠方便設(shè)定光伏陣列的串并聯(lián)數(shù)可真實(shí)模擬單晶硅，多晶硅和非晶硅的可真實(shí)模擬單晶硅，多晶硅和非晶硅的U-I曲線曲線 最好具有短路特性。即真正為電流源特性最好具有短路特性。即真正為電流源特性 功率容量需要達(dá)到功率容量需要達(dá)到100KW左右。左右。MPPT試驗(yàn)和測(cè)試手段技術(shù)要求試驗(yàn)和測(cè)試手段技術(shù)要求MPPT優(yōu)劣的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：EN50530-2008 Overall efficiency of photovoltaic inverters 1 大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成 2 逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向 3 逆變器的轉(zhuǎn)換效率逆變器的轉(zhuǎn)換效率 4 逆變

24、器的保護(hù)功能逆變器的保護(hù)功能 5 逆變器并網(wǎng)電流諧波逆變器并網(wǎng)電流諧波 6 電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù) 7 最大功率點(diǎn)跟蹤方式最大功率點(diǎn)跟蹤方式8 電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù) 9 孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù) 10 光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù) 11 大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向目目 錄錄常用方法：常用方法：.使用使用DSP芯片的芯片的CAPTURE口進(jìn)行捕獲。口進(jìn)行捕獲。.軟件中偵測(cè)到電網(wǎng)頻率和相位。調(diào)整并網(wǎng)電流的頻率和相位，從而使得軟件中偵測(cè)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，相位差并網(wǎng)電流和電網(wǎng)電

25、壓同頻，相位差180。. 鎖相時(shí)間很短，可以在鎖相時(shí)間很短，可以在20ms內(nèi)完成內(nèi)完成.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。相的方波。電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù)發(fā)展方向：發(fā)展方向：1.使用更精確、更快速的數(shù)字鎖相電路使用更精確、更快速的數(shù)字鎖相電路2.如何克服在大功率并網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)電壓采樣電路的波動(dòng)影響如何克服在大功率并網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)電壓采樣電路的波動(dòng)影響電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù) 1 大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成 2 逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向 3 逆變器的轉(zhuǎn)

26、換效率逆變器的轉(zhuǎn)換效率 4 逆變器的保護(hù)功能逆變器的保護(hù)功能 5 逆變器并網(wǎng)電流諧波逆變器并網(wǎng)電流諧波 6 電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù) 7 最大功率點(diǎn)跟蹤方式最大功率點(diǎn)跟蹤方式 8 電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù)9 孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)10 光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù) 11 大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向目目 錄錄所謂孤島效應(yīng)是指當(dāng)所謂孤島效應(yīng)是指當(dāng)電網(wǎng)的部分線路因故電網(wǎng)的部分線路因故障或維修而停電時(shí)，障或維修而停電時(shí)，停電線路由所連的并停電線路由所連的并網(wǎng)發(fā)電裝置繼續(xù)供電，網(wǎng)發(fā)電裝置繼續(xù)供電，并連同周圍負(fù)載構(gòu)成并連同周圍負(fù)載構(gòu)成一個(gè)自給

27、供電的孤島一個(gè)自給供電的孤島的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。孤島效應(yīng)的定義：孤島效應(yīng)的定義：孤島效應(yīng)發(fā)生的機(jī)理孤島效應(yīng)發(fā)生的機(jī)理光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的功率流圖 孤島效應(yīng)的原理孤島效應(yīng)的原理1.被動(dòng)檢測(cè)：被動(dòng)檢測(cè)： 電網(wǎng)電壓的幅值、頻率、相位和諧波。當(dāng)電網(wǎng)失電時(shí)，會(huì)電網(wǎng)電壓的幅值、頻率、相位和諧波。當(dāng)電網(wǎng)失電時(shí)，會(huì)在電網(wǎng)電壓的幅值、頻率、相位和諧波等參數(shù)上，產(chǎn)生跳變信號(hào)，通過(guò)在電網(wǎng)電壓的幅值、頻率、相位和諧波等參數(shù)上，產(chǎn)生跳變信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)跳變信號(hào)來(lái)判斷電網(wǎng)是否失電。檢測(cè)跳變信號(hào)來(lái)判斷電網(wǎng)是否失電。孤島效應(yīng)檢測(cè)技孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)術(shù)2.主動(dòng)式檢測(cè)：指在并網(wǎng)點(diǎn)處向電網(wǎng)注入很小的干擾信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)反饋主動(dòng)式檢測(cè)：指在并網(wǎng)

28、點(diǎn)處向電網(wǎng)注入很小的干擾信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)反饋信號(hào)來(lái)判斷電網(wǎng)是否失電，其中一種方法就是通過(guò)在并網(wǎng)電流中注入很小信號(hào)來(lái)判斷電網(wǎng)是否失電，其中一種方法就是通過(guò)在并網(wǎng)電流中注入很小的失真電流。通過(guò)測(cè)量逆變器輸出的電流的相位和頻率，采用正反饋的方的失真電流。通過(guò)測(cè)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(shí)，能夠很快地檢測(cè)出異常值。案，加大注入量。從而在電網(wǎng)失電時(shí)，能夠很快地檢測(cè)出異常值。逆變器中同時(shí)具有兩種軟件解決方案逆變器中同時(shí)具有兩種軟件解決方案 德國(guó)德國(guó)VDE0126-1-1 要求并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中必須有獨(dú)立的檢測(cè)電網(wǎng)斷電的要求并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)中必須有獨(dú)立的檢測(cè)電網(wǎng)斷

29、電的模塊。模塊。 一般常用的方法是主動(dòng)測(cè)量電網(wǎng)的阻抗。一般常用的方法是主動(dòng)測(cè)量電網(wǎng)的阻抗。 當(dāng)電網(wǎng)的阻抗發(fā)生突變或變得比較大時(shí)，則認(rèn)為發(fā)生了孤島。當(dāng)電網(wǎng)的阻抗發(fā)生突變或變得比較大時(shí)，則認(rèn)為發(fā)生了孤島。 當(dāng)然，電壓和頻率的變化和超出范圍也是重要依據(jù)。當(dāng)然，電壓和頻率的變化和超出范圍也是重要依據(jù)。 具有獨(dú)立性，使用功率范圍更寬具有獨(dú)立性，使用功率范圍更寬孤島效應(yīng)其他檢測(cè)方案孤島效應(yīng)其他檢測(cè)方案 1 大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成大型光伏電站的系統(tǒng)構(gòu)成 2 逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向逆變器常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和發(fā)展方向 3 逆變器的轉(zhuǎn)換效率逆變器的轉(zhuǎn)換效率 4 逆變器的保護(hù)功能逆變器的保護(hù)功能 5 逆變器并網(wǎng)電流

30、諧波逆變器并網(wǎng)電流諧波 6 電磁兼容技術(shù)電磁兼容技術(shù) 7 最大功率點(diǎn)跟蹤方式最大功率點(diǎn)跟蹤方式 8 電網(wǎng)鎖相技術(shù)電網(wǎng)鎖相技術(shù) 9 孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)10 光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)光伏電站的群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)11 大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向目目 錄錄群控技術(shù)群控技術(shù) 小型電站，逆變器自己運(yùn)算解決小型電站，逆變器自己運(yùn)算解決 大型電站，加裝日照控制、群體控制解決大型電站，加裝日照控制、群體控制解決 共用直流母線增加硬件成本，降低可靠性共用直流母線增加硬件成本，降低可靠性 大面積組件并聯(lián)帶來(lái)的額外串并聯(lián)損耗大面積組件并聯(lián)帶來(lái)的額外串并聯(lián)損耗光伏發(fā)電系統(tǒng)：如

31、何解決在低日照時(shí)的效率問(wèn)題？光伏發(fā)電系統(tǒng)：如何解決在低日照時(shí)的效率問(wèn)題？直流側(cè)并聯(lián)和群控，是解決該問(wèn)題的一個(gè)途徑。直流側(cè)并聯(lián)和群控，是解決該問(wèn)題的一個(gè)途徑。群控的具體實(shí)現(xiàn)群控技術(shù)群控技術(shù)工作原理：工作原理： 1.在數(shù)據(jù)采集器的集中控制下，逆變器在數(shù)據(jù)采集器的集中控制下，逆變器“輪流坐莊輪流坐莊”，在，在低日照的情況下，輪流投運(yùn)?？梢杂行岣叩腿照諘r(shí)的效率，低日照的情況下，輪流投運(yùn)?？梢杂行岣叩腿照諘r(shí)的效率，同時(shí)大大延長(zhǎng)了逆變器的使用壽命。并且可實(shí)現(xiàn)同時(shí)大大延長(zhǎng)了逆變器的使用壽命。并且可實(shí)現(xiàn)n+X的冗余。的冗余。 2.數(shù)據(jù)采集器提供友好的人機(jī)界面。用戶可以直接通過(guò)液數(shù)據(jù)采集器提供友好的人機(jī)界面

32、。用戶可以直接通過(guò)液晶屏和按鍵實(shí)現(xiàn)運(yùn)行模式設(shè)定、參數(shù)察看、發(fā)電量查詢、故晶屏和按鍵實(shí)現(xiàn)運(yùn)行模式設(shè)定、參數(shù)察看、發(fā)電量查詢、故障查詢、參數(shù)設(shè)定等功能。障查詢、參數(shù)設(shè)定等功能。 3.該方案要求光伏陣列安裝于同一傾斜面，并且要求每個(gè)該方案要求光伏陣列安裝于同一傾斜面，并且要求每個(gè)子陣列具有相同的功率和電壓的組件串并聯(lián)。多個(gè)逆變器并子陣列具有相同的功率和電壓的組件串并聯(lián)。多個(gè)逆變器并聯(lián)運(yùn)行。聯(lián)運(yùn)行。群控技術(shù)群控技術(shù)群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)群控、監(jiān)控及調(diào)度技術(shù)并網(wǎng)逆變器輕載時(shí)的效率問(wèn)題并網(wǎng)逆變器輕載時(shí)的效率問(wèn)題 按需要逆變器逐個(gè)并聯(lián)投運(yùn)按需要逆變器逐個(gè)并聯(lián)投運(yùn) 按光伏陣列并聯(lián)支路分配逆變器按光伏陣列并聯(lián)支路

33、分配逆變器監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成：監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成： 以數(shù)據(jù)采集器為核心以數(shù)據(jù)采集器為核心 多種通訊手段：多種通訊手段： RS485/RS232,USB,GPRS,Ethernet，藍(lán)牙，藍(lán)牙，Zigbee等等 提供多種通訊接口。提供多種通訊接口。 開(kāi)放通訊協(xié)議，可方便地與目前電力系統(tǒng)中常用的變電站集中控制開(kāi)放通訊協(xié)議，可方便地與目前電力系統(tǒng)中常用的變電站集中控制系統(tǒng)系統(tǒng) 或調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)接口（南瑞，許繼，南自，北京四方等公司）或調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)接口（南瑞，許繼，南自，北京四方等公司） 支持群控算法支持群控算法數(shù)據(jù)采集器：數(shù)據(jù)采集器：監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集電力系統(tǒng)專用光伏電站監(jiān)控

34、軟件電力系統(tǒng)專用光伏電站監(jiān)控軟件電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)，符電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行定制開(kāi)發(fā)，符合電力系統(tǒng)監(jiān)控規(guī)范和要求，無(wú)合電力系統(tǒng)監(jiān)控規(guī)范和要求，無(wú)縫接入現(xiàn)有電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以縫接入現(xiàn)有電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)發(fā)電系統(tǒng)及單臺(tái)逆變器進(jìn)行參對(duì)發(fā)電系統(tǒng)及單臺(tái)逆變器進(jìn)行參數(shù)記錄、數(shù)據(jù)分析、調(diào)度控制等。數(shù)記錄、數(shù)據(jù)分析、調(diào)度控制等。監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件 實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)光伏組串的電流狀態(tài)；實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)光伏組串的電流狀態(tài)； 直流電壓可以達(dá)到直流電壓可以達(dá)到1000V; 可以最多接入可以最多接入16路；路； 每個(gè)組串正負(fù)極提供直流保險(xiǎn)絲保護(hù)；每個(gè)組串正負(fù)極提供直流保險(xiǎn)絲保護(hù)； 提供直流高耐壓防雷保護(hù)提供直流高耐壓防雷保護(hù)帶組串電流監(jiān)控的匯流箱帶組串電流監(jiān)控的匯流箱 在正常電網(wǎng)時(shí)的限功率運(yùn)行在正常電網(wǎng)時(shí)的限功率運(yùn)行 遇到電網(wǎng)檢修時(shí)的停機(jī)（計(jì)劃性）遇到電網(wǎng)檢修時(shí)的停機(jī)（計(jì)劃性） 當(dāng)電網(wǎng)故障時(shí)的急停（隨機(jī)性）當(dāng)電網(wǎng)故障時(shí)的急停（隨機(jī)性） 弱網(wǎng)時(shí)的調(diào)度策略弱網(wǎng)時(shí)的調(diào)度策略 向電網(wǎng)提供無(wú)功功率補(bǔ)償向電網(wǎng)提供無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)度技術(shù)調(diào)度技術(shù)根據(jù)遠(yuǎn)程調(diào)度指令，自動(dòng)控制有功