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光伏逆变器

2015-12-04 10:46:44 点击:1926

光伏逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置,主要用于把光伏发出的直流电转换成交流电,一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把直流电压升压到逆变器输出控制所需的电压,逆变桥式回路则把升压后的直流电压转换成工频交流电压。逆变器主要由晶体管等开关元件构成,通过有规则地让开关元件重复开闭,使直流输入变成交流输出。这种单纯地由开关回路产生的逆变器输出波形并不实用,需要通过采用正弦脉宽调制技术(SPWM),使靠近正弦波两端的电压宽度变窄,正弦波中央的电压宽度变宽,并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝同一方向动作,形成一个脉冲序列(拟正弦波),然后通过简单的滤波器形成正弦波。
逆变器一般包括三部分:逆变部分、控制部分和保护部分。逆变部分的功能是采用功率开关器件实现DC/AC逆变。为提高直流侧的电压范围,逆变器可采用多级逆变结构;控制部分的功能是控制整个逆变器工作;保护部分的功能是在逆变器内部发生故障时起安全保护作用。
光伏并网发电系统中,逆变器作为太阳能光伏阵列和电网的连接部分,在不同的应用场合,根据太阳能光伏阵列的输出电流、功率和并网需求,可以采用不同的连接方式。
(1)集中逆变器。
多组串联的光伏组件并联后接在逆变器的直流输入侧,再通过逆变器变换为交流电并人单相或三相电网。由于只有一个逆变器,系统设计成本低,但光伏组件的输出不平衡使系统损耗较多,且单逆变器结构使系统可靠性下降。目前主要应用于大规模的光伏电站。
(2)组串逆变器。
光伏组件被连接成为几个相互平行的组串,每个组串都单独连接一台逆变器,故称为“组串逆变器”。各光伏组串之间没有在直流侧进行并接,而是在交流侧与电网并接。每个组串逆变器均具有独立的最大功率跟踪单元,从而减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的现象和部分阴影带来的损耗,增加了发电量。该类逆变器主要应用于大中型光伏电站、较大型用户屋顶光伏并网电系统和城市分布式光伏发电系统。
(3)组件逆变器(AC光伏模块)。
每个组件连接一台逆变器,交流侧并人低压电网,并对各个组件实现最大功率跟踪控制,增加了逆变器对组件的匹配性,同时模块化结构也增加了系统的可扩展性,但过多的逆变器使得系统整体效率降低。组件逆变器主要应用于小型光伏发电。
逆变器不仅具有交直流变换功能,还具有最大限度地发挥太阳能电池性能和系统故障保护功能,主要包括最大功率跟踪控制、防孤岛保护和低电压穿越等。