光伏發(fā)電及并網(wǎng)逆變技術(shù)資料

1、光伏發(fā)電系統(tǒng)(xtng)及并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù) 共四十五頁目 錄光伏并網(wǎng)(bn wn)逆變技術(shù)的發(fā)展12并網(wǎng)(bn wn)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)34特變電工光伏并網(wǎng)產(chǎn)品簡介5光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介太陽能電池的歷史和應(yīng)用共四十五頁1太陽能電池(dinch)的歷史和應(yīng)用共四十五頁1.太陽能電池(dinch)的歷史和應(yīng)用1839年，法國貝克勒爾發(fā)現(xiàn)(fxin)了 “光生伏打效應(yīng)”1954年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室恰賓、富勒和皮爾松開發(fā)出效率為6%的硅太陽電池1904年，愛因斯坦發(fā)表光電效應(yīng)論文共四十五頁1.太陽能電池的歷史(lsh)和應(yīng)用1954年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室共四十五頁太陽能電池(dinch)的結(jié)構(gòu)1.太陽能

2、電池的歷史(lsh)和應(yīng)用共四十五頁1.太陽能電池的歷史(lsh)和應(yīng)用單晶硅電池(dinch)多晶硅電池非非晶硅電池共四十五頁1.太陽能電池的歷史(lsh)和應(yīng)用太陽能電池 組件(z jin) 光伏陣列共四十五頁太陽電池的I-V特性及功率(gngl)曲線1.太陽能電池(dinch)的歷史和應(yīng)用太陽光強(qiáng)與開路電壓和短路電流的關(guān)系共四十五頁隨著太陽電池溫度的增加(zngji)，開路電壓減少，在20-100C范圍，大約每升高1C每片電池的電壓減少2mV；而光電流隨溫度的增加略有上升?？偟膩碚f，溫度升高太陽電池的功率下降，典型功率溫度系數(shù)為0.35%/C。也就是說，如果太陽電池溫度每升高1C，則功率

3、減少0.35%。 溫度對電池(dinch)的影響1.太陽能電池的歷史和應(yīng)用共四十五頁光強(qiáng)與太陽電池組件的光電流成正比，在光強(qiáng)由100W/m2 - 1000W/m2范圍內(nèi)，光電流始終隨光強(qiáng)的增長而線性增長；而光強(qiáng)對光電壓的影響(yngxing)很小，在溫度固定的條件下，當(dāng)光強(qiáng)在400W/m2 - 1000W/m2范圍內(nèi)變化，太陽電池組件的開路電壓基本保持恒定。光強(qiáng)對電池(dinch)的影響1.太陽能電池的歷史和應(yīng)用共四十五頁1.太陽能電池的歷史(lsh)和應(yīng)用防止熱斑現(xiàn)象的辦法就是加裝旁路二極管和阻斷二極管。旁路二極管的作用是在被遮擋組件一側(cè)提供電流(dinli)通路；阻斷二極管的作用是阻斷被遮

4、擋組件上的反向電流。防止熱斑現(xiàn)象共四十五頁2太陽能發(fā)電(fdin)系統(tǒng)簡介共四十五頁2.太陽能發(fā)電(fdin)系統(tǒng)簡介主要應(yīng)用(yngyng)于無電的山區(qū)、牧區(qū)、荒漠、邊防、海島等地區(qū)的太陽能獨(dú)立供電的系統(tǒng) 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)共四十五頁2.太陽能發(fā)電系統(tǒng)(xtng)簡介小型(xioxng)戶用太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建筑一體化屋頂并網(wǎng)方式（BIPV）功率范圍：幾百瓦-幾個(gè)兆瓦共四十五頁并網(wǎng)方式是以光伏系統(tǒng)是否允許(ynx)通過供電接點(diǎn)向電網(wǎng)送電分為逆潮流和非逆潮流，有無儲能設(shè)備確定并網(wǎng)發(fā)電方式。2.太陽能發(fā)電系統(tǒng)(xtng)簡介-并網(wǎng)方式共四十五頁無儲能逆潮流并網(wǎng)發(fā)電：光伏電站與電網(wǎng)連接，不向電網(wǎng)送電

5、，可從電網(wǎng)取電，通常稱為用戶側(cè)供電方式（有的系統(tǒng)可將少量剩余電能饋送電網(wǎng)）。這種方式稱為逆潮流并網(wǎng)發(fā)電，主要為固定的用戶供電，不足部分(b fen)由電網(wǎng)提供，應(yīng)用于太陽能光伏建筑。2.太陽能發(fā)電系統(tǒng)(xtng)簡介共四十五頁有儲能的逆潮流光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng):在電網(wǎng)停電時(shí)，應(yīng)急(yng j)給負(fù)載供電，光伏電站的自備電源往往采用這種模式。顯然，系統(tǒng)成本增加。2.太陽能發(fā)電(fdin)系統(tǒng)簡介共四十五頁非逆潮流并網(wǎng)發(fā)電指光伏電站只沿電網(wǎng)的單一方向送電，用戶只從電網(wǎng)取電，大中型光伏電站大部分采用這種方式，有些太陽能光伏建筑發(fā)電系統(tǒng)也采用這種方式，發(fā)電和用電分開(fn ki)計(jì)量。國外住宅光伏并網(wǎng)發(fā)電

6、多采用這種方式。2.太陽能發(fā)電(fdin)系統(tǒng)簡介共四十五頁帶儲能功能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)提供負(fù)載用電,儲存電能(dinnng),可以離網(wǎng)供電2.太陽能發(fā)電(fdin)系統(tǒng)簡介共四十五頁無儲能的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)首先滿足負(fù)載的電力需求,剩余電力送入電網(wǎng)(dinwng)；不足電力由電網(wǎng)(dinwng)提供；光伏并網(wǎng)系統(tǒng)沒有儲能設(shè)備。2.太陽能發(fā)電系統(tǒng)(xtng)簡介共四十五頁2.太陽能發(fā)電系統(tǒng)(xtng)簡介超大規(guī)模無儲能太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通常單個(gè)電站(din zhn)裝機(jī)容量十兆瓦以上共四十五頁無儲能并網(wǎng)(bn wn)斜式單軸自動跟蹤大型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。與固定式非跟蹤系統(tǒng)相比，發(fā)電量提高30%。2.

7、太陽能發(fā)電(fdin)系統(tǒng)簡介共四十五頁光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)(jsh)發(fā)展簡介3共四十五頁逆變器技術(shù)的發(fā)展(fzhn)始終與功率器件及其控制技術(shù)的發(fā)展(fzhn)緊密結(jié)合，從開始發(fā)展(fzhn)至今經(jīng)歷了以下五個(gè)階段 第一階段：20世紀(jì)50-60年代，晶閘管SCR的誕生為逆變器的發(fā)展創(chuàng)造了條件； 第二階段：20世紀(jì)70年代，晶閘管GTO及BJT的問世，使逆變技術(shù)得到發(fā)展和應(yīng)用； 第三階段：20世紀(jì)80年代，晶閘管等功率器件的誕生為逆變器向大容量方向發(fā)展奠定(dindng)了基礎(chǔ); 第四階段：20世紀(jì)90年代，微電子技術(shù)的發(fā)展使新近的控制技術(shù)在逆變領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用，極大的促進(jìn)了逆變器技術(shù)的發(fā)展；

8、 第五階段：21世紀(jì)初，逆變技術(shù)朝著高頻化、高效率、高功率密度、高可靠性、智能化的方向發(fā)展。3.光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)發(fā)展簡介共四十五頁光伏并網(wǎng)(bn wn)逆變器的產(chǎn)業(yè)鏈電子元件生產(chǎn)商光伏并網(wǎng)逆變器生產(chǎn)商光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)上游中游下游核心功率(gngl)器件如IGBT模塊、斷路器、接觸器，核心控制芯片DSP等主要依賴進(jìn)口全球逆變器裝機(jī)量中，中國制造占有量占不到2%中國光伏系統(tǒng)年裝機(jī)量不到全球總裝機(jī)量的5%3.光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)發(fā)展簡介共四十五頁 目前全球光伏逆變器市場基本被國際幾大巨頭瓜分，歐洲是全球光伏市場的先驅(qū)，具備(jbi)完善的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，光伏逆變器技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。SMA是全球最早也是最

9、大的光伏逆變器生產(chǎn)企業(yè)，約占全球市場份額的三分之一，第二位是Fronius，全球前七位的生產(chǎn)企業(yè)占領(lǐng)了近70%的市場份額。 國際(guj)逆變器發(fā)展現(xiàn)狀3.光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)發(fā)展簡介共四十五頁 國內(nèi)在逆變器技術(shù)質(zhì)量、規(guī)模上與國外企業(yè)仍具有較大差距，目前具有較大規(guī)模的廠商有合肥陽光、特變電工、北京科諾偉業(yè)、北京索英、志誠冠軍、南京冠亞、上海英偉力新能源科技有限公司等企業(yè)，目前這些(zhxi)企業(yè)用于光伏系統(tǒng)的產(chǎn)量呈逐年上升的趨勢。 國內(nèi)逆變器發(fā)展(fzhn)現(xiàn)狀3.光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)發(fā)展簡介共四十五頁光伏并網(wǎng)逆變器按照組件連接(linji)方式，分為四種： 串式并網(wǎng)逆變器 小型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 組串式并

10、網(wǎng)逆變器 小型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 微型并網(wǎng)逆變器 小型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 集中式并網(wǎng)逆變器 大型及超大型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)3.光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)(jsh)發(fā)展簡介共四十五頁串式逆變器3.光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)發(fā)展(fzhn)簡介組串式逆變器共四十五頁其中，高效率集中式和微型并網(wǎng)逆變器將是未來并網(wǎng)逆變器的發(fā)展(fzhn)方向。集中式逆變器微型(wixng)逆變器3.光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)發(fā)展簡介共四十五頁光伏并網(wǎng)(bn wn)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)4共四十五頁 光伏并網(wǎng)逆變器的拓?fù)?tu p)結(jié)構(gòu)研究； 光伏陣列的最大功率跟蹤技術(shù)； 反孤島控制技術(shù)； 功率因數(shù)控制技術(shù)； 并網(wǎng)逆變器漏電流抑制技術(shù)； EMI/EMC設(shè)計(jì)技術(shù)；核心：

11、提高逆變器效率；難點(diǎn)：低漏電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；4. 光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)-小功率(gngl)系統(tǒng)小功率光伏逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)共四十五頁4. 光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)-小功率(gngl)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：電路簡單、單級控制；電網(wǎng)(dinwng)和光伏系統(tǒng)間有電氣 隔離，光伏系統(tǒng)與地之間無漏電流。缺點(diǎn)： 成本高、體積笨重、整機(jī)效率低。工頻隔離型共四十五頁4. 光伏并網(wǎng)(bn wn)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)-小功率系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)(yudin)：高頻隔離、漏電流小，效率較高，最大效率96%。缺點(diǎn)：硬件電路復(fù)雜，兩級控制，EMI/EMC設(shè)計(jì)較難；高頻隔離型共四十五頁4. 光伏并網(wǎng)(bn wn)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)-

12、小功率系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單(jindn)，效率最高，最大效率98%以上；缺點(diǎn)：電網(wǎng)和光伏系統(tǒng)間無電氣隔離，光伏系統(tǒng)對地之間存在漏電流，對人有安全隱患。非隔離型共四十五頁4. 光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)-小功率(gngl)系統(tǒng) 非隔離型并網(wǎng)方式 寬輸入電壓范圍 最高效率98% 可直接并聯(lián) 智能化、小型化 高防護(hù)等級基于光伏組件的微型逆變器也將是未來逆變器的重要發(fā)展(fzhn)方向；小功率并網(wǎng)逆變器的發(fā)展方向共四十五頁非隔離(gl)型逆變器漏電流產(chǎn)生原理漏電流產(chǎn)生原理(yunl)：漏電流實(shí)際上是光伏陣列兩端對地等效Y電容上的共模電流。根據(jù)TN配線規(guī)范，電網(wǎng)N極物理上與大地PE極相連，如果PV正端或

13、者PV負(fù)端對電網(wǎng)N極上有較大電壓躍變，由i=C(dU/dt)可知，PV兩端的等效共模電流就會很大。如果不對非隔離型逆變器拓?fù)溥M(jìn)行處理，漏電流將會增加電磁輻射和安全隱患。4. 光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)-小功率系統(tǒng)共四十五頁解決漏電流非隔離型拓?fù)?tu p)結(jié)構(gòu)H5拓?fù)?tu p)技術(shù)HERIC拓?fù)浼夹g(shù)Karschny拓?fù)浼夹g(shù)以上拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均可有效解決漏電流問題 共四十五頁 大功率光伏逆變器系統(tǒng)的建模和仿真技術(shù)； 光伏陣列的最大功率(gngl)跟蹤技術(shù)； 低電壓穿越技術(shù)； 功率因數(shù)控制技術(shù)； 結(jié)構(gòu)和熱設(shè)計(jì)技術(shù)； 批量產(chǎn)品化技術(shù)； 系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)核心：提高逆變效率，降低并網(wǎng)諧波；難點(diǎn)：并網(wǎng)控制技術(shù)；

14、4. 光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)(shj)的關(guān)鍵技術(shù)-大功率系統(tǒng)大功率三相光伏逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)共四十五頁 建模和仿真技術(shù)研究基于大型數(shù)值模擬軟件Matlab的光伏逆變器建模技術(shù)，及直接基于State Flow 的DSP微控制器的C+源代碼仿真技術(shù)；實(shí)現(xiàn)控制器源代碼直接基于虛擬仿真平臺(pngti)編輯和調(diào)試。-優(yōu)化電路參數(shù)、提升系統(tǒng)效率、實(shí)現(xiàn)軟件代碼的虛擬調(diào)試4. 光伏并網(wǎng)(bn wn)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)-大功率系統(tǒng)共四十五頁 并網(wǎng)(bn wn)控制技術(shù) 研究并網(wǎng)逆變器功率因數(shù)調(diào)節(jié)技術(shù)； 研究光伏陣列最大功率跟蹤技術(shù)； 研究并網(wǎng)逆變器低電壓穿越控制技術(shù)-實(shí)現(xiàn)(shxin)光伏電站的功率因數(shù)、MP

15、PT、低電壓穿越控制4. 光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)-大功率系統(tǒng)共四十五頁 通過分析功率(gngl)器件的使用環(huán)境、熱循環(huán)周次和壽命之間的關(guān)系，提高IGBT模塊的使用壽命；通過研究金屬膜電容器替代電解電容的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)長壽命金屬膜電容器在光伏并網(wǎng)逆變器的應(yīng)用；通過優(yōu)化直流疊層母排的設(shè)計(jì)，降低母排的寄生電感，從而降低IGBT模塊的動態(tài)損耗； 批量產(chǎn)品化技術(shù)實(shí)現(xiàn)批量化的技術(shù)和生產(chǎn)條件(tiojin) 批量產(chǎn)品生產(chǎn)工裝與工藝； 逆變器的測試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)； 逆變器的長壽命設(shè)計(jì)和維護(hù)技術(shù)；4. 光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)-大功率系統(tǒng)共四十五頁系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù) -實(shí)現(xiàn)光伏電站的可視化管理、無人(w rn)值守、遠(yuǎn)程控制4. 光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計(jì)(shj)的關(guān)鍵技術(shù)-大功率系統(tǒng)大型并網(wǎng)電站監(jiān)控系統(tǒng)的硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)；光伏電站的遠(yuǎn)程調(diào)度與逆變器群控技術(shù)；光伏電站監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)；共四十五頁內(nèi)容摘要光伏發(fā)電系統(tǒng)及并網(wǎng)逆變器。防止熱斑現(xiàn)象的辦法就是加裝旁路二極管和阻斷二極管。阻斷二極管的作用是阻斷被遮擋組件上的反向電流。并網(wǎng)