光伏并網(wǎng)逆變器（用于光伏發(fā)電系統的設備）
次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-20
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光伏并網(wǎng)逆變器
用于光伏發(fā)電系統的設備
我國光伏發(fā)電系統主要是直流系統，即將太陽(yáng)電池發(fā)出的電能給蓄電池充電，而蓄電池直接給負載供電，如我國西北地區使用較多的太陽(yáng)能用戶(hù)照明系統以及遠離電網(wǎng)的微波站供電系統均為直流系統。此類(lèi)系統結構簡(jiǎn)單，成本低廉，但由于負載直流電壓的不同（如12V、14V、24V、48V等），很難實(shí)現系統的標準化和兼容性，特別是民用電力，由于大多為交流負載，以直流電力供電的光伏電源很難作為商品進(jìn)入市場(chǎng)。
基本信息
| 中文名 | 光伏并網(wǎng)逆變器 |
| 功能 | |
| 運用領(lǐng)域 | |
| 特點(diǎn) | 較高的效率等 |
介紹
為太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池發(fā)電、小型水力發(fā)電等各種可再生能源發(fā)電系統提供各種完美的電源變換和接入方案，主要應用于可再生能源并網(wǎng)發(fā)電系統、離網(wǎng)型村落供電系統和戶(hù)用電源系統，并可為電網(wǎng)延伸困難的地區通信、交通、路燈照明等提供電力。
這兩個(gè)仿真是之前做項目的時(shí)候搭建的，根據功率大小不同搭建了兩種控制模型，都是雙閉環(huán)控制，兩個(gè)控制環(huán)的PI參數均以調節至最佳。兩種控制下逆變器的輸出電流波形的畸變率都很小，THD1%左右，母線(xiàn)電壓可以保持穩定
下面是具體控制策略，大功率采用的是PQ控制，具體控制策略是并網(wǎng)參考功率P、Q與逆變器實(shí)際輸出的功率相減經(jīng)過(guò)PI控制器得到并網(wǎng)電流參考電流id 和iq，電流內環(huán)采用PI控制，調制用的SVPWM，濾波器使用LCL濾波。
小功率三相并網(wǎng)逆變器采用基于母線(xiàn)電壓外環(huán)控制，具體控制策略是，采用電壓電流雙閉環(huán)控制。外環(huán)是母線(xiàn)電壓環(huán)，采用PI控制，穩定母線(xiàn)電壓，內環(huán)就是解耦控制，PI控制器跟蹤參考電流，然后經(jīng)過(guò)SPWM調制，輸出觸發(fā)脈沖,這里我仿真設置了個(gè)擾動(dòng)，為了觀(guān)測控制系統的穩定性，在0.4s光照強度下降至500，然后系統的輸出，在經(jīng)過(guò)很小的波動(dòng)后就穩定了，效果很優(yōu)！具體可以看下面仿真圖。
光伏并網(wǎng)逆變器
定義
1.要求具有較高的效率。由于太陽(yáng)電池的價(jià)格偏高，為了最大限度地利用太陽(yáng)電池，提高系統效率，必須設法提高逆變器的效率。
2.要求具有較高的可靠性。光伏發(fā)電系統主要用于邊遠地區，許多電站無(wú)人值守和維護，這就要求逆變器具有合理的電路結構，嚴格的元器件篩選，并要求逆變器具備各種保護功能，如輸入直流極性接反保護，交流輸出短路保護，過(guò)熱、過(guò)載保護等。
3.要求直流輸入電壓有較寬的適應范圍，由于太陽(yáng)電池的端電壓隨負載和日照強度而變化，蓄電池雖然對太陽(yáng)電池的電壓具有重要作用，但由于蓄電池的電壓隨蓄電池剩余容量和內阻的變化而波動(dòng)，特別是當蓄電池老化時(shí)其端電壓的變化范圍很大，如12V蓄電池，其端電壓可在10V～16V之間變化，這就要求逆變器必須在較大的直流輸入電壓范圍內保證正常工作，并保證交流輸出電壓的穩定。
4.在中、大容量的光伏發(fā)電系統中，逆變電源的輸出應為失真度較小的正弦波。這是由于在中、大容量系統中，若采用方波供電，則輸出將含有較多的諧波分量，高次諧波將產(chǎn)生附加損耗，許多光伏發(fā)電系統的負載為通信或儀表設備，這些設備對電網(wǎng)品質(zhì)有較高的要求，當中、大容量的光伏發(fā)電系統并網(wǎng)運行時(shí)，為避免與公共電網(wǎng)的電力污染，也要求逆變器輸出正弦波電流。
工作原理
逆變器將直流電轉化為交流電，若直流電壓較低，則通過(guò)交流變壓器升壓，即得到標準交流電壓和頻率。對大容量的逆變器，由于直流母線(xiàn)電壓較高，交流輸出一般不需要變壓器升壓即能達到220V，在中、小容量的逆變器中，由于直流電壓較低，如12V、24V，就必須設計升壓電路。
光伏并網(wǎng)逆變器
全橋逆變電路克服了推挽電路的缺點(diǎn)，功率晶體管調節輸出脈沖寬度，輸出交流電壓的有效值即隨之改變。由于該電路具有續流回路，即使對感性負載，輸出電壓波形也不會(huì )畸變。該電路的缺點(diǎn)是上、下橋臂的功率晶體管不共地，因此必須采用專(zhuān)門(mén)驅動(dòng)電路或采用隔離電源。另外，為防止上、下橋臂發(fā)生共同導通，必須設計先關(guān)斷后導通電路，即必須設置死區時(shí)間，其電路結構較復雜。
功能作用
由dc/dc轉換提升或降低輸入的電壓，調節其輸出以實(shí)現最大的效率。在經(jīng)過(guò)一些附加的電壓緩沖之后，左側電橋中通常由18～20khz的開(kāi)關(guān)頻率，把dc電壓轉換為ac電壓。一般來(lái)說(shuō)，單相h橋是dc/ac級的常見(jiàn)配置，但是，也可以采用三相和其他配置。最后，通過(guò)低通濾波器產(chǎn)生用于并網(wǎng)光伏發(fā)電系統的正弦交流電輸出。
控制電路
簡(jiǎn)介
上述幾種逆變器的主電路均需要有控制電路來(lái)實(shí)現，一般有方波和正弦波兩種控制方式，方波輸出的逆變電源電路簡(jiǎn)單，成本低，但效率低，諧波成份大。正弦波輸出是逆變器的發(fā)展趨勢，隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展，有PWM功能的微處理器也已問(wèn)世，因此正弦波輸出的逆變技術(shù)已經(jīng)成熟。
方波輸出的逆變器
1.方波輸出的逆變器多采用脈寬調制集成電路，如SG3525，TL494等。實(shí)踐證明，采用SG3525集成電路，并采用功率場(chǎng)效應管作為開(kāi)關(guān)功率元件，能實(shí)現性能價(jià)格比較高的逆變器，由于SG3525具有直接驅動(dòng)功率場(chǎng)效應管的能力并具有內部基準源和運算放大器和欠壓保護功能，因此其外圍電路很簡(jiǎn)單。
正弦波輸出的逆變器
相關(guān)選擇
安裝注意事項
1、在安裝前首先應該檢查逆變器是否在運輸過(guò)程中有無(wú)損壞。
2、在選擇安裝場(chǎng)地時(shí)，應該保證周?chē)鷥葲](méi)有任何其他電力電子設備的干擾。
4、所有安裝操作必須且僅由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員完成。
5、光伏系統發(fā)電系統中所使用線(xiàn)纜必須連接牢固，良好絕緣以及規格合適。
6、所有的電氣安裝必須滿(mǎn)足當地以及國家電氣標準。
7、僅當得到當地電力部門(mén)許可后并由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員完成所有電氣連接后才可將逆變器并網(wǎng)。
8、在進(jìn)行任何維修工作前，應首先斷開(kāi)逆變器與電網(wǎng)的電氣連接，然后斷開(kāi)直流側電氣連接。
9、等待至少5分鐘直到內部元件放電完畢方可進(jìn)行維修工作。
10、任何影響逆變器安全性能的故障必須立即排除方可再次開(kāi)啟逆變器。
11、避免不必要的電路板接觸。
13、注意并遵守產(chǎn)品上的警告標識。
14、操作前初步目視檢查設備有無(wú)損壞或其它危險狀態(tài)。
15、注意逆變器熱表面。例如功率半導體的散熱器等，在逆變器斷電后一段時(shí)間內，仍保持較高溫度。
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