光伏逆變器回路圖

光伏把握器／逆變器光伏把握器／逆變器序號獲證企業(yè)獲證工程１北京科諾偉業(yè)科技戶用光伏把握逆變一體機(jī)２深圳市能聯(lián)電子把握器/逆變器３北京哈博工貿(mào)太陽能光伏電源系統(tǒng)用把握器４西藏華冠科技股份太陽能光伏把握-逆變一體化電源５合肥陽光電源太陽能光伏電源系統(tǒng)用把握器６北京桑普光電技術(shù)太陽能用戶電源一體機(jī)5合肥陽光電源公司兩種典型逆變器的性能指標(biāo)型號相數(shù)隔離方式SG2K5TL單相無變壓器SG10K33相工頻變壓器推舉最大太陽電池列功率3000WP12KWP最大陣列開路電壓450V450V最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)范圍150~450V220~450V電池板連接方式直插式防水端子接線端子可接入陣列串聯(lián)數(shù)2--最大陣列輸入電流20A50A額定溝通輸出功率2500W10KW總電流波形畸變率<4%<3%額定功率時(shí)功率因數(shù)>0.99>0.99最大效率95%94%歐洲效率93%93%允許電網(wǎng)電壓范圍180~265VAC(單相)320~440VAC允許電網(wǎng)頻率范圍50Hz&60Hz47.5~51.5Hz夜間自耗電<0.5W<10W通訊接口RS485RS485防護(hù)等級IP41(室內(nèi))IP20(室內(nèi))使用環(huán)境溫度噪音冷卻-20℃~+40℃<40dB自然冷卻-20℃~+40℃<45dB風(fēng)冷mm(xx深)288×510×126608×800×470mm重量11.3Kg150kg認(rèn)證CE--光伏并網(wǎng)接口逆變器把握方法1引言世界文明史上,,人們效率，改善能源構(gòu)造，去探究能源和可再生能源的利用，并逐步使其取代常規(guī)能源少環(huán)境污染并合理利用資源。太陽能發(fā)電由于具有很多的優(yōu)點(diǎn)，無污染，可再生普遍性，機(jī)動靈敏，可存儲等，因此，光伏發(fā)電具有寬闊的進(jìn)展前景。對于一般的光伏并網(wǎng)質(zhì)量的要求的進(jìn)一步提高，光伏系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的接口有以下進(jìn)展趨勢:既可以并網(wǎng)又可以獨(dú)立發(fā)電,;具備供電質(zhì)量把握功能,如諧波補(bǔ)償、無功補(bǔ)償、電壓調(diào)整等。本文正是在此要求根底之上提出的一種型的并網(wǎng)接口逆變器把握方法，該方法既能使靜止無功發(fā)生器(SVG)和有源濾波器(APF)的功能。并網(wǎng)接口裝置的根本構(gòu)造和等效電壓源模型整個(gè)并網(wǎng)裝置一般由三個(gè)局部組成:補(bǔ)償重量檢測回路,把握回路,IGBT主回路，其構(gòu)造1所示。圖1 并網(wǎng)裝置框圖工作原理為由補(bǔ)償重量檢測回路檢測出需要補(bǔ)償?shù)男盘枺纬蓞⒖茧娏髦?，把握回路通而使系統(tǒng)電流中不含有諧波重量和無功功率。把握回路依據(jù)檢測到的諧波電流以及直流電壓，依據(jù)確定的把握規(guī)律計(jì)算出把握量，這個(gè)把握規(guī)律便是本文所要爭論的重要問題。并網(wǎng)接口裝置系統(tǒng)根本構(gòu)造如圖2所示:其主電路由電壓型三相橋式IGBT構(gòu)成的逆變器組成。注入到電網(wǎng)的電流使得線路補(bǔ)償電流等于參考電流 。將補(bǔ)償重量電流模型使用電流源來表示可以看成如圖3所示。圖2 并網(wǎng)接口裝置根本構(gòu)造圖圖3 系統(tǒng)補(bǔ)償電流模型圖中 是由把握器供給的一個(gè)虛擬電流源， 為線路的補(bǔ)償電流， 為負(fù)載諧波電流，

為負(fù)載基波電流，

是電網(wǎng)電壓諧波畸變重量， 為逆變器輸出電壓源。逆變器的把握目標(biāo)是使得 - 等于零。使用戴維南定理，可以將圖3簡潔的等4所示。由電壓源模型可知，逆變器的把握目標(biāo)為調(diào)整輸出電壓，滿足等式圖4 系統(tǒng)等效電壓源模型即線路電流補(bǔ)償重量- 也等于零。式中為諧波域分量 ，記為 。 為基波域的重量。定義 為在域內(nèi)等效電壓源的模型識別和跟蹤。boost變換實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)把握以一相為例，將并網(wǎng)裝置的主電路承受逆變器表示，如圖5所示。圖5 并網(wǎng)裝置原理電路圖boost變換器。設(shè)逆變器的開關(guān)頻率為fs，在每個(gè)開關(guān)周期中會有兩種開關(guān)狀態(tài)，即T1、T4導(dǎo)通和T2、T3導(dǎo)通。T1、T4導(dǎo)通時(shí)間為0<t<DTs，T2、T3的導(dǎo)通時(shí)間為DTs<t<Ts，其中D=Ton/Ts是占空比，Ts=1/fs為開關(guān)周期。0<t<DTs和DTs<t<Ts6:0<t<DTs時(shí)間內(nèi)等效電路DTs<t<Ts 時(shí)間內(nèi)等效電路圖6 等效電路圖直流側(cè)電壓源的電壓在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)恒定;開關(guān)頻率fs比線路上的電流頻率和非線性負(fù)荷電流的頻率要高的多。0<t<DTs瞬間內(nèi),我們可以認(rèn)為;在DTs<t<Ts瞬間內(nèi)，我們可以得到;在實(shí)際狀況里，電感電流的初始值 可能不同，即 。但由于上述假設(shè)2，我們認(rèn)為 一樣。由電感的性質(zhì)，我們可以得到因此可得溝通側(cè)電壓和直流側(cè)電壓的關(guān)系式為性負(fù)載和逆變器并聯(lián)等效成為一個(gè)純電阻Re7所示，即滿足式圖7 使用等效電阻表示的等效電路圖結(jié)合式(6)和式(7)，并引入一個(gè)檢測電阻Rs，有令 ，則只需要把握占空比D使得式(9)成立，即可使得式(7)成立。因此，利用boost電路的單開關(guān)周期的特點(diǎn)，將逆變器視為一個(gè)boost整流器，只要把握占空比，就可以實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)的把握。重復(fù)學(xué)習(xí)boost變換把握策略電流承受確定的把握算法直接產(chǎn)生PWM逆變器參考電壓，然后承受PWM調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生逆變器的把握信號。由于諧波域和補(bǔ)償域內(nèi)的信號都是工頻周期產(chǎn)生的，所以這種方法實(shí)際上是基于工頻周期的PWM調(diào)制技術(shù)。把握器對逆變器電力電子器件的開關(guān)周期的動態(tài)過程沒有任何監(jiān)控力。此處爭論的方法是基于等效電壓源模型識別技術(shù)，利用檢測到的系統(tǒng)電流來間接識別等效電壓。圖2中重復(fù)學(xué)習(xí)把握器的簡潔執(zhí)行過程如圖8所示。圖8 把握器執(zhí)行過程8r(t)為三角波，電流差值直接反響回來與三角波比較驅(qū)動boost變換器。等效電壓源模型識別包括兩個(gè)過程，首先是等效電壓源的波形外形識別，其次是幅值識別。因此，利用上一節(jié)所表達(dá)的方法實(shí)現(xiàn)諧波域或補(bǔ)償域內(nèi)電流與等效電壓源單位功率因數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)波形外形識別，同時(shí)，學(xué)習(xí)把握器供給的輸出被存儲器存儲作為下一周期的把握，由于在一個(gè)學(xué)習(xí)周期內(nèi)不會發(fā)生變化，因此把它視為逆變器指令電壓來產(chǎn)生PWM信號。把握器的數(shù)學(xué)描述可以如下:上式中，下標(biāo)k表示計(jì)數(shù)學(xué)習(xí)周期， 并且T表示學(xué)習(xí)周期，它是基波周期的整數(shù)倍;為把握器的輸出，也是PWM逆變器的參考電壓;表示boost變換把握的輸出也就是恒頻變構(gòu)造把握器的輸出; 表示學(xué)習(xí)把握的輸出;Re是一個(gè)常數(shù)，它取決于逆變器直流電壓和三角波的幅值;e(t)為學(xué)習(xí)把握誤差，它直接取值于系統(tǒng)線電流的補(bǔ)償重量。4而言，在第k+1個(gè)學(xué)習(xí)周期里有在第k＋1個(gè)學(xué)習(xí)周期里，

均為量，且

可以被看作是預(yù)先確定的電壓源。把握變量 的作用是使得式(12)得到滿足。另一方面，當(dāng)k趨于無窮大時(shí)，學(xué)習(xí)把握使得與此同時(shí)，把握變量的作用也將消逝。

,而且 ，這種恒定頻率的boost等效補(bǔ)償電壓。在到達(dá)單位功率因數(shù)期間，對逆變器電流和直流側(cè)電壓沒有定量的要求，因此，這類boost變換技術(shù)可以通過不嚴(yán)格的變構(gòu)造把握技術(shù)來完成，也就是一個(gè)恒頻的變構(gòu)造把握。把握目標(biāo)是使得 滿足，由此得到 ，因此，變構(gòu)造把握的切換函數(shù)取。5所示的系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)模型表示為;變構(gòu)造把握的數(shù)學(xué)描述為;式(14)把握的開關(guān)操作與boost變換器全都，變構(gòu)造的等效把握為;這里承受的是恒定的開關(guān)頻率切換函數(shù) 被設(shè)計(jì)直接與三角波r(t)進(jìn)展比較這種恒頻變結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是簡潔滿足系統(tǒng)穩(wěn)定條件，但不能保證滑動模態(tài)具有不變性，并且存在一個(gè)平均滑動模態(tài)。假設(shè)取三角波的峰值為則平均滑動模態(tài)為不考慮開關(guān)頻率重量平均滑動模態(tài)SAVG就是變構(gòu)造把握作用后在補(bǔ)償域內(nèi)的系統(tǒng)電流 。將式(14)(15)(16)代入式(17)可得式(18)再次證明白恒頻變構(gòu)造把握使得系統(tǒng)在補(bǔ)償域內(nèi)取得了單位功率因數(shù)，其結(jié)果與恒開關(guān)頻boost變換把握全都。仿真結(jié)果為了驗(yàn)證把握器的可行性，利用PSCAD工具對并網(wǎng)裝置進(jìn)展了仿真爭論。當(dāng)并網(wǎng)裝置未并入電網(wǎng)時(shí)系統(tǒng)的電流和電壓波形如以以下圖9所示。圖9 未并網(wǎng)時(shí)系統(tǒng)電壓、電流波形9波形發(fā)生嚴(yán)峻畸變。利用傅立葉變換對線路上電流諧波含量進(jìn)展分析，可以得到各次諧波含有率如1所示:將裝置并入電網(wǎng)，承受重復(fù)學(xué)習(xí)boost變換把握使得逆變器向系統(tǒng)供給負(fù)載所需要的諧波和無功功率，同時(shí)還供給局部有功功率。仿真波形如圖10所示。從圖中可以看出，電網(wǎng)側(cè)輸電線路上的諧波得到了良好的補(bǔ)償，且與電壓相位全都，幅值較圖9有所下降，說明負(fù)載電流的諧波和無功完全由并網(wǎng)裝置就地供給，而且還供給了確定的有功功率，使得同樣狀況下，電網(wǎng)側(cè)供給的有功功率有所降低。圖10 并網(wǎng)裝置接入后仿真波形利用傅立葉變換對線路上電流諧波含量進(jìn)展分析，可以得到各次諧波含有率如表2所示:由表2中數(shù)據(jù)可以看出，承受重復(fù)學(xué)習(xí)boost變化把握將裝置并網(wǎng)后，電網(wǎng)側(cè)電流的諧波含量明顯削減，提高了電網(wǎng)質(zhì)量。用資源，另一方面也可以解決電網(wǎng)電力缺乏的問題。仿真波形如圖11所示，由圖可以看出，電網(wǎng)電壓和電流相位相差180°電度角，說明電能由逆變器側(cè)向電網(wǎng)側(cè)流淌，電網(wǎng)側(cè)吸取能量。逆變器發(fā)出的電流波形幅值較圖10明顯增大，比負(fù)載電流幅值也明顯要大，同樣說明逆變器向負(fù)載和電網(wǎng)同時(shí)供給電能。圖11 并網(wǎng)裝置向電網(wǎng)輸送有功功率仿真波形分析電網(wǎng)側(cè)電流諧波含量，可