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纯正弦波逆变器并网(并网逆变器谐波抑制)

来源:www.haichao.net  时间:2023-02-07 14:55   点击:262  编辑:admin   手机版

1. 并网逆变器谐波抑制

目前光伏逆变器行业国际领军者是德国艾斯玛(SMA)公司,技术处在行业的顶点。国内比较有实力的并网逆变器企业有:合肥阳光电源、三晶新能源、中达电通、山亿新能源、北京科诺伟业、艾索新能源等;而离网逆变器的技术发展相对较成熟,国内已拥有一批技术较领先的企业。  

1.要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高,为了最大限度地利用太阳电池,提高系统效率,必须设法提高逆变器的效率。  

2.要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变器具有合理的电路结构,严格的元器件筛选,并要求逆变器具备各种保护功能,如输入直流极性接反保护,交流输出短路保护,过热、过载保护等。  

3.要求直流输入电压有较宽的适应范围,由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化,蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用,但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动,特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大,如12V蓄电池,其端电压可在10V~16V之间变化,这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作,并保证交流输出电压的稳定。  

4.在中、大容量的光伏发电系统中,逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中,若采用方波供电,则输出将含有较多的谐波分量,高次谐波将产生附加损耗,许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备,这些设备对电网品质有较高的要求,当中、大容量的光伏发电系统并网运行时,为避免与公共电网的电力污染,也要求逆变器输出正弦波电流。编辑本段工作原理  逆变器将直流电转化为交流电,若直流电压较低,则通过交流变压器升压,即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器,由于直流母线电压较高,交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V,在中、小容量的逆变器中,由于直流电压较低,如12V、24V,就必须设计升压电路。  中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种,推挽电路,将升压变压器的中性插头接于正电源,两只功率管交替工作,输出得到交流电力,由于功光伏并网逆变器率晶体管共地边接,驱动及控制电路简单,另外由于变压器具有一定的漏感,可限制短路电流,因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低,带动感性负载的能力较差。  全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点,功率晶体管调节输出脉冲宽度,输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路,即使对感性负载,输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地,因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外,为防止上、下桥臂发生共同导通,必须设计先关断后导通电路,即必须设置死区时间,其电路结构较复杂。编辑本段控制电路工作  上述几种逆变器的主电路均需要有控制电路来实现,一般有方波和正弦波两种控制方式,方波输出的逆变电源电路简单,成本低,但效率低,谐波成份大。正弦波输出是逆变器的发展趋势,随着微电子技术的发展,有PWM功能的微处理器也已问世,因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。1.方波输出的逆变器  1.方波输出的逆变器目前多采用脉宽调制集成电路,如SG3525,TL494等。实践证明,采用SG3525集成电路,并采用功率场效应管作为开关功率元件,能实现性能价格比较高的逆变器,由于SG3525具有直接驱动功率场效应管的能力并具有内部基准源和运算放大器和欠压保护功能,因此其外围电路很简单。2.正弦波输出的逆变器  2.正弦波输出的逆变器控制集成电路,正弦波输出的逆变器,其控制电路可采用微处理器控制,如INTEL公司生产的80C196MC、摩托罗拉公司生产的MP16以及MI-CROCHIP公司生产的PIC16C73等,这些单片机均具有多路PWM发生器,并可设定上、下桥臂之间的死区时间,采用INTEL公司80C196MC实现正弦波输出的电路,80C196MC完成正弦波信号的发生,并检测交流输出电压,实现稳压。编辑本段主电路功率器件的选择  逆变器的主功率元件的选择至关重要,目前使用较多的功率元件有达小功率的光伏并网逆变器设计图林顿功率晶体管(BJT),功率场效应管(MOS-FET),绝缘栅晶体管(IGBT)和可关断晶闸管(GTO)等,在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET,因为MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率,在高压大容量系统中一般均采用IGBT模块,这是因为MOSFET随着电压的升高其通态电阻也随之增大,而IGBT在中容量系统中占有较大的优势,而在特大容量(100kVA以上)系统中,一般均采用GTO作为功率元件。  光伏逆变器并网逆变器太阳能逆变器SolarMax的光伏逆变器规格全,既有小功率的组串逆变器,又有大功率的集中式逆变器,随着中国光伏发电市场的迅速发展,SolarMax逆变器必然会被越来越多的中国客户使用。

2. 并网逆变器并联

组串式逆变器MPPT电压范围宽,一般为250-800V,组件配置更为灵活。在阴雨天,雾气多的部区,发电时间长

2、组串式逆变器采用模块化设计,直流端具有多路MPPT功能,交流端并联并网,其优点是不受组串间模块差异,和阴影遮挡的影响,同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况,最大程度增加了发电量。

3、组串式并网逆变器的体积小、重量轻,搬运和安装都非常方便,不需要专业工具和设备,也不需要专门的配电室,在各种应用中都能够简化施工、减少占地,直流线路连接也不需要直流汇流箱和直流配电柜等。组串式还具有自耗电低、故障影响小、更换维护方便等优势

3. 逆变器输出谐波抑制

1、电流的原因。断路器选型太小,或者质量不过关。

判断依据:平时不跳闸,只有当天气很好,光伏系统功率很大的才跳闸。

解决方法:更换功率大的断路器或者质量可靠的断路器。

2、电压原因。断路器相电压过高,当光伏系统的功率大于负载用电功率,逆变器提高电压往外送电。

判断依据:用万用表测量断路电压,超过了断路器的额定电压。

解决方法:更换线径更大的电缆,降低线路阻抗。

3、温度原因。断路器温度过高,断路器和电缆接触不良,或者断路器本身触点接触不好,内阻大,导致断路器温度升高。

判断依据:断路器动作时,用手去摸,感觉温度偏高。

解决方法:重新接线,或者更换断路器。

4、线路或者其它电器故障,其它用电设备漏电,线路漏电,如防雷器失效导致相间短路,逆变器故障导致谐波电流过大,

判断依据:相线之间,相线和地线之间绝缘电阻低。

解决方法:检测和更换有故障的设备和电线

4. 变频器谐波抑制装置

变频器滤波器,顾名思义,就是专门针对变频器产生谐波的特点及规律,进行谐波治理的一种滤波器。 变频器滤波器主要是由电感、电容、电阻等组成的无源器件。它是一种低通滤波器的一种,可以让工频信号无阻挡的通过,抑制高频电磁干扰(一般来讲,可抑制干扰噪声频率为50/60~1kHz)。

变频器滤波器为双向可逆器件,即能防止电网上的电磁噪声通过电源进入设备,也能防止设备本身的电磁噪声对电网的污染。 变频器滤波器是用来抑制传导干扰的有效工具。

5. 逆变器 谐波

       逆变器混频原理是两个不同频率的高频电压作用于非线性器件时, 经非线性变换,电流中包含直流分量、基波、谐波、和频、差频分量等。

其中差频分量fLo-fs就是混频所需要的中频成分,通过中频带通滤波器把其它不需要的频率分量滤掉,取出差频分量完成混频。

6. 并网逆变器逆变实验

一般来说微型逆变器能并网的。因为微逆变器是传统逆变器的微型版,将太阳能光伏面板产生的直流电转换成可 现场使用或供并网发电的交流电。而所谓的微型逆变器,一般指的是光伏发电系统中的功率小于等于1000瓦、具组件级MPPT的逆变器,全称是微型光伏并网逆变器。“微型”是相对于传统的集中式逆变器而言的。

7. 并网逆变器谐波抑制原理

输出电压波形不一样,正弦波逆变器适合所有用电器,普通逆变器适合电炉等纯电阻电器。

四、如何正确选择逆变器

所谓逆变器就是把直流电转交流电,让输出的电流符合我们的要求。逆变器根据波形来分可以分为方波逆变器、修正波逆变器、正弦波逆变器;按照是否与电网连接来分可以分为并网逆变器和离网逆变器。

关于如何正确选择逆变器,可以从以下几方面来进行选择,第一,你需要的逆变器是不是要把电接入国家电网的,如果不是就是离网逆变器。第二,你的负载是什么,假如是感性负载就要选用功率是负载功率2-3倍的逆变器。第三,对逆变器波形有无严格要求,对电流要求严格的就必须要用正弦波逆变器,方波逆变器产生的谐波比较严重,功率损耗大。

8. 并网逆变器工作原理

光伏集中式逆变器工作原理是将多个光伏组件工作产生的直流电流进行汇流,和最大功率峰值跟踪(MPPT),而后集中逆变进行直交流电转换与升压,从而实现并网发电。

9. 并网逆变器控制

1)要求逆变器输出正弦波电流。并网光伏发电系统回馈给公用电网的电力,必须满足电网规定的指标,如逆变器的输出电流不能含有直流分量、逆变器输出电流的高次谐波必须尽量减少、不能对电网造成谐波污染等。

2)要求逆变器在负载和日照变化幅度较大的情况下均能高效运行。并网光伏发电系统的能量来自太阳能,而日照强度随气候而变化,这就要求逆变器能在不同的日照条件下均能高效运行。

3)要求逆变器能使太阳能电池阵列工作在最大功率点。太阳能电池的输出功率与日照、温度、负载的变化有关,即其输出特性具有非线性特性。这就要逆变器具有最大功率跟踪功能,即不论日照、温度等如何变化,都能通过逆变器的自动调节实现阵列的最佳运行。

4)要求逆变器具有体积小、可靠性高等特点。对于分布式并网光伏发电系统,其逆变器通常安装在室内或壁挂于墙上,因此对其体积、重量均有限制。另外,对整机的可靠性也提出较高的要求。由于太阳能电池的寿命均在20年以上,因此其配套设备的寿命也必须与其相当。

5)要求在市电断电状况下逆变器在有日照时能够单独供电。

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