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光伏逆变器的结构原理及其分类

2017年05月31日 15:07 次阅读

  逆变器又称电源调整器,根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器,根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变变压器型逆变器。

  光伏逆变器的结构原理及其分类

  通常,把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流,把完成整流功能的电路称为整流电路,把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应,把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变,把完成逆变功能的电路称为逆变电路,把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。如上所述,逆变器有多种类型,因此在选择机种和容量时需特别注意。尤其在太阳能发电系统中,逆变器效率的高低是决定太阳能电池容量和蓄电池容量大小的重要因素。。

  光伏逆变器工作原理

  逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置,主要用于把直流电力转换成交流电力。一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压;逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。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-关(ON-OFF),使直流输入变成交流输出。当然,这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实用。一般需要采用高频脉宽调制(SPWM),使靠近正弦波两端的电压宽度变狭,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一方向动作,这样形成一个脉冲波列(拟正弦波)。然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。

  光伏逆变器的结构原理及其分类

  光伏逆变器的元件构成

  1、电流传感器

  光伏逆变器一般采用霍尔电流传感器来进行电流采样,从小功率到大功率所采用的电流传感器形式不一,列举一些例子如下:

  光伏逆变器的结构原理及其分类

  100KW:检测电流是300A左右,一般都会采用JCE308-TS7电流传感器

  250KW:检测电流是500A左右,一般都会采用JCE508-TS6电流传感器

  500KW:检测电流是1000A左右,一般会采用JCE1005-FS电流传感器

  1MW:检测电流是2000A左右,一般会采用JCE2005-FS电流传感器

  对于电流传感器要求精度高、响应时间快,而且耐低温、高温等环境要求

  2、电流互感器

  一般采用BRS系列电流互感器,从几百到几千A不等,输出信号一般采用0-5A为标准

  3、电抗器

  光伏逆变器的结构原理及其分类

  光伏逆变器的分类

  光伏逆变器有多种不同的分类方式,根据用途的不同可分为独立型电源用逆变器和独立型并网用逆变器(根据变压器的有无,独立型并网用逆变器还可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器)。根据波形调制方式的不同可分为方波型逆变器、阶梯型逆变器、正弦波型逆变器和组合型三相逆变器。

  1.方波逆变器

  此逆变器输出的电压波形为方波,逆变器线路简单,价格便宜,实现较为容易。缺点是方波电压中含有大量的高次谐波成分,在负载中会产生附加的损耗,并对通信等设备产生较大的干扰,需要外加额外的滤波器。此类逆变器多见于早期,设计功率不超过几百瓦的小容量逆变器。

  2.阶梯波逆变器

  阶梯波逆变器输出的电压波形为阶梯波形,阶梯波逆变器的优点是输出波形接近正弦波,比方波有明显的改善,高次谐波含量减少。当阶梯波的阶梯达到16个以上f付,输出的波形为准正弦波,整机效率较高。但此逆变器往往需要多组直流电源供电,需要的功率开关管也较多,给光伏阵列分组和蓄电池分组带来不便。

  3.正弦波PWM逆变器

  正弦波逆变器的优点是输出波形基本为正弦波,在负载中只有很少的谐波损耗,对通信设备干扰小,整机效率高。缺点是设备复杂、价格高。随着电力电子技术的进步,脉宽调制技术的普及,大容量PWM型正弦波逆变器逐渐成为逆变器的主流产品。以典型的单相全桥式逆变器为例,四个对角的开关功率管以每个对角线的二个开关管为一组,依次导通和关断,在负载二端就产生交替的正负电压,形成交流输出。当此交替导通的频率与负载所需的交流频率相同时,其输出的电压就为方波电压。当开关管以比逆变交流输出电压高许多的频率开关,且每次开关的脉宽按照正弦波的幅值调制时,就变成了正弦波脉宽调制输出的逆变器,加滤波器后其输出的电压波形就是正弦波输出逆变器。

  PWM型逆变器广泛使用功率场效应管(Power MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管

  (IGBT)、可关断型晶闸管(GTO)等作为开关管,而控制部分使用专用型PWM开关集成电路以及带有PWM输出的DSP和单片机芯片。构成一台实用型逆变器需要主功率电路、控制电路和辅助电路(如保护、测量和监控等)。其逆变过程为:光伏阵列或蓄电池输出的直流电进人逆变器直流母线,经开关电路(如桥式电路)将直流电变成正反方向输出的、脉宽为正弦调制的交流脉冲波,此脉宽调制的交流电压经滤波电路变成正弦交流电压输出,如需要升压则外接升压变压器,再经输电线路将交流电力送往负载。PWM调制输出信号频率称作逆变器的调制频率或开关频率,它一般是逆变器输出交流基波频率的十几倍、几十倍到上百倍。典型的逆变器交流输出频率为50Hz,逆变器开关频率可以儿百到儿十千赫。PWM调制的开关频率愈高,则逆变器输出波形谐波愈小,但开关过程带来的功率损耗则愈大,要权衡选取开关管PWM调制的开关频率。

  逆变器输出所接的滤波器通常为低通滤波器,由电感器和电容器构成T型低通滤波形式。滤波器的设计要考虑滤波能力也要考虑可能带来的电磁谐振。逆变器按输出类型,又分为电压型逆变器和电流型逆变器。

  4.变颇器

  变频器是由三相整流器、电压源的无源逆变器和控制器构成,由于光伏发电系统所发电力为直流的特殊性,光伏变频器不需要三相整流器,而直接将变频器的直流母线接到光伏发电系统的直流母线上。鉴于光伏电力受光照的自然环境影响较大,直流母线一般要加蓄电池来稳定变频器的运行;在变频器控制端子要加弱电控制信号,不停地调节变频器的设定频率,改变变频器输出功率,以达到与光伏阵列最大功率点跟踪的目的。变频器作为可调节性负载要与光伏阵列的MPPT联合控制,在光伏发电系统中,电动机类动力性负荷尽量配合使用变频器,以减少电动机启动电流的冲击,并可以灵活调节电动机负荷。

  光伏逆变器的结构原理及其分类

  逆变器作为光伏发电的重要组成部分,主要的作用是将光伏组件发出的直流电转变成交流电。目前,市面上常见的逆变器主要分为集中式逆变器与组串式逆变器,还有新潮的集散式逆变器。

  1、集中式逆变器

  集中式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电汇总转变为交流电后进行升压、并网。因此,逆变器的功率都相对较大。光伏电站中一般采用500kW以上的集中式逆变器。

  集中式逆变器的优点如下:

  (1)功率大,数量少,便于管理;元器件少,稳定性好,便于维护;

  (2)谐波含量少,电能质量高;保护功能齐全,安全性高;

  (3)有功率因素调节功能和低电压穿越功能,电网调节性好。

  集中式逆变器存在如下问题:

  (1)集中式逆变器MPPT电压范围较窄,不能监控到每一路组件的运行情况,因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点,组件配置不灵活;

  (2)集中式逆变器占地面积大,需要专用的机房,安装不灵活;

  (3)自身耗电以及机房通风散热耗电量大。

  2、组串式逆变器

  组串式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电直接转变为交流电汇总后升压、并网。因此,逆变器的功率都相对较小。光伏电站中一般采用50kW以下的组串式逆变器。

  组串式逆变器优点:

  (1)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;

  (2)MPPT电压范围宽,组件配置更加灵活;在阴雨天,雾气多的部区,发电时间长;

  (3)体积较小,占地面积小,无需专用机房,安装灵活;

  (4)自耗电低、故障影响小。

  组串式逆变器存在问题:

  (1)功率器件电气间隙小,不适合高海拔地区;元器件较多,集成在一起,稳定性稍差;

  (2)户外型安装,风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化;

  (3)逆变器数量多,总故障率会升高,系统监控难度大;

  (4)不带隔离变压器设计,电气安全性稍差,不适合薄膜组件负极接地系统。

  3、集散式逆变器

  集散式逆变器是近两年来新提出的一种逆变器形式,其主要特点是“集中逆变”和“分散MPPT跟踪”。集散式逆变器是聚集了集中式逆变器和组串式逆变器两种逆变器优点的产物,达到了“集中式逆变器的低成本,组串式逆变器的高发电量”。

  集散式逆变器优点:

  (1)与集中式对比,“分散MPPT跟踪”减小了失配的几率,提升了发电量;

  (2)与集中式及组串式对比,集散式逆变器具有升压功能,降低了线损;

  (3)与组串式对比,“集中逆变”在建设成本方面更具优势。

  集散式逆变器问题;

  (1)工程经验少。较前两类而言,尚属新形式,在工程项目方面的应用相对较少;

  (2)安全性、稳定性以及高发电量等特性还需要经历工程项目的检验;

  (3)因为采用“集中逆变”,因此,占地面积大,需专用机房的缺点也存在于集散式逆变器中。

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金刚砂又名碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过...

发表于 2018-01-03 09:48 1147次阅读
详解碳化硅材料的作用和发展

irf3205开关电路_irf3205典型应用电...

本文介绍了三种irf3205典型应用电路。

发表于 2017-12-28 16:21 1600次阅读
irf3205开关电路_irf3205典型应用电...

求教,逆变器相关问题

发表于 2017-12-28 09:52 856次阅读
求教,逆变器相关问题

逆变器如何驱动单相异步电动机(如何接线)

发表于 2017-12-27 16:53 644次阅读
逆变器如何驱动单相异步电动机(如何接线)

寻找DC400-800V输入逆变器 。

发表于 2017-12-27 09:22 568次阅读
寻找DC400-800V输入逆变器 。

基于SG3525的单相桥式逆变器的设计与仿真

本文主要介绍了基于SG3525的单相桥式逆变器的设计与仿真,单相逆变器硬件回路由主电路、控制电路和驱...

发表于 2017-12-22 15:40 1732次阅读
基于SG3525的单相桥式逆变器的设计与仿真

基于SG3525的220V逆变器用直流升压电路的...

本文主要介绍了基于SG3525的220V逆变器用直流升压电路的设计与特性分析,主电路采用DC-DC推...

发表于 2017-12-22 11:29 988次阅读
基于SG3525的220V逆变器用直流升压电路的...

基于PIC单片机的正弦波逆变器设计与实现

本文主要介绍了基于PIC单片机的正弦波逆变器设计与实现,利用单片机的CCP模块CCP1和CCP2输出...

发表于 2017-12-21 14:04 491次阅读
基于PIC单片机的正弦波逆变器设计与实现

对逆变器、转换器、变压器和整流器之间的区别分析

在针对特定的电源输入和输出进行设计时,了解逆变器、转换器、变压器和整流器之间的区别必不可少。

发表于 2017-12-20 12:44 1347次阅读
对逆变器、转换器、变压器和整流器之间的区别分析

ups电池放电电流计算公式

UPS 称为不间断电源,是因为停电的时候,它能快速转换到“逆变”状态,从而不会让在使用中的电脑因为突...

发表于 2017-12-14 09:52 891次阅读
ups电池放电电流计算公式

逆变器与发电机并联控制为独立电力系统提供技术基础

独立电力系统是指独立运行在与大电网隔离地区的电力系统,常应用于偏远山区、孤立海岛等地区。传统独立电力...

发表于 2017-12-07 17:34 2080次阅读
逆变器与发电机并联控制为独立电力系统提供技术基础

车载逆变器对汽车有损害吗?

车载逆变器是可以把12V转220V!逆变器还是蛮实用,不过很多人会担心车载逆变器对电瓶有害吗!很多人...

发表于 2017-12-05 14:27 748次阅读
车载逆变器对汽车有损害吗?

光伏逆变器的作用与分类介绍

通常来说将交流电能转化为直流电能的过程称为整流,把整流功能的电路称为整流电路,把实际整流过程的装置称...

发表于 2017-12-05 13:54 339次阅读
光伏逆变器的作用与分类介绍

光伏逆变器前十排行榜是怎样的

随着光伏逆变器行业竞争的不断加剧,大型光伏逆变器企业间并购整合与资本运作日趋频繁,国内优秀的光伏逆变...

发表于 2017-12-05 13:03 1170次阅读
光伏逆变器前十排行榜是怎样的

一款基于脉宽调制芯片TL494的微型车载逆变器设...

针对汽车内部直流电源不能用于交流用电器的问题,设计了一款基于脉宽调制芯片TL494的微型车载逆变器。...

发表于 2017-12-05 11:32 559次阅读
一款基于脉宽调制芯片TL494的微型车载逆变器设...

74hc04中文资料详细介绍(引脚功能_内部结构...

74HC04是高速的硅栅CMOS器件并兼容低功耗肖特基的TTL( LSTTL )非门(逆变器)。74...

发表于 2017-12-04 16:32 2795次阅读
74hc04中文资料详细介绍(引脚功能_内部结构...

逆变器的分类分析和功能特性以及其评价选用

逆变器的种类很多,可按照不同的方法进行分类。 1、按逆变器输出交流电能的频率分,可分为工频逆变器、中...

发表于 2017-12-04 06:14 112次阅读
 逆变器的分类分析和功能特性以及其评价选用

线交互式UPS逆变器的功能部件与性能特点

线交互式UPS逆变器在主交流市电正常情况下是不向负载输出功率的,处于热备份状态,这是它与后备式UPS...

发表于 2017-12-04 03:36 124次阅读
线交互式UPS逆变器的功能部件与性能特点

基于高频变压器的逆变器架构的设计

分立式逆变器挑战 分立式逆变器使用的直流电来自电池中的太阳能模块或其他电源,它会根据需要将直流电转换...

发表于 2017-12-03 19:04 282次阅读
基于高频变压器的逆变器架构的设计

分布式瞬时均流不同容量逆变器并联电路设计(电路方...

随着电力电子技术的发展,电力负载的增大,对电源的功率要求越来越大,往往一个电源已经不能满足要求,通...

发表于 2017-12-02 10:48 217次阅读
分布式瞬时均流不同容量逆变器并联电路设计(电路方...

建立UPS逆变器模型模拟瞬间动态响应特性

UPS控制环路分析 一个典型的UPS控制环路如图1所示。其中包含三个控制环路。最主要的环路是瞬时电压...

发表于 2017-11-30 15:11 123次阅读
建立UPS逆变器模型模拟瞬间动态响应特性

基于FPGA的多端DRI电源逆变器的控制算法的实...

开发出的多端DRI具有独特的灵活性,相比目前可用的逆变器拥有更高的可靠性、更高的效率和更低的成本等众...

发表于 2017-11-22 17:22 187次阅读
基于FPGA的多端DRI电源逆变器的控制算法的实...

三电平逆变器拓扑结构详解

逆变器是一种DC to AC的变压器,它其实与转化器是一种电压逆变的过程转换器是将电网的交流电压转变...

发表于 2017-11-22 17:16 885次阅读
三电平逆变器拓扑结构详解

光伏组件与逆变器配置详情分析

光伏组件是光伏电站最重要的设备之一,成本占了并网系统50%左右,组件的技术参数对系统设计非常重要,只...

发表于 2017-11-22 10:23 825次阅读
光伏组件与逆变器配置详情分析

分布式光伏逆变器与组串式光伏逆变器优缺点分析

分布式光伏中的逆变器大多是组串式逆变器,以古瑞瓦特分布式项目的应用来看,也是如此,据古瑞瓦特市场安装...

发表于 2017-11-22 09:57 656次阅读
分布式光伏逆变器与组串式光伏逆变器优缺点分析

组串式光伏逆变器原理

逆变器又称电源调整器,根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。根据波形调制方...

发表于 2017-11-22 09:40 477次阅读
组串式光伏逆变器原理

有做逆变器的么,逆变器输入电压可以变么,需要一个适合12V/24V锂电池的就可以了?

发表于 2017-11-21 16:55 828次阅读
有做逆变器的么,逆变器输入电压可以变么,需要一个适合12V/24V锂电池的就可以了?

什么是正弦波逆变器_正弦波逆变器的工作原理及相关...

正弦波逆变器的定义就是输出波形为正弦波的逆变器。它的优点是输出波形好,失真度很低,且其输出波形与市电...

发表于 2017-11-20 10:45 1047次阅读
什么是正弦波逆变器_正弦波逆变器的工作原理及相关...

逆变器红灯闪报警是什么原因

逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V,50Hz正弦波)。它由逆变桥、控制逻...

发表于 2017-11-20 10:11 745次阅读
逆变器红灯闪报警是什么原因

cd4069逆变器电路图

逆变器(见图)主要由MOS 场效应管,普通电源变压器构成。其输出功率取决于MOS 场效应管和电源变压...

发表于 2017-11-17 14:23 624次阅读
cd4069逆变器电路图

组建一个车辆牵引逆变器软件开发团队

发表于 2017-11-16 22:06 560次阅读
组建一个车辆牵引逆变器软件开发团队

tl494简单逆变器电路

TL494是一种固定频率脉宽调制电路,它包含了开关电源控制所需的全部功能,广泛应用于桥式单端正激双管...

发表于 2017-11-15 17:12 1631次阅读
tl494简单逆变器电路

tl494逆变器工作原理

逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V,50Hz正弦波)。它由逆变桥、控制逻...

发表于 2017-11-15 16:55 1298次阅读
tl494逆变器工作原理

cd4047应用电路图解(信号控制电路图、逆变器...

CD4047是一种低功耗的CMOS非稳态/单稳态多谐振荡器IC。在这里,它是连接生产0.01S 18...

发表于 2017-11-14 16:04 1817次阅读
cd4047应用电路图解(信号控制电路图、逆变器...

TL494在逆变器中的典型应用

 TL494是一种固定频率脉宽调制电路,它包含了开关电源控制所需的全部功能,广泛应用于桥式单端正激双...

发表于 2017-11-10 09:23 360次阅读
TL494在逆变器中的典型应用

tl494简单逆变器电路分析

TL494是一种固定频率脉宽调制电路,它包含了开关电源控制所需的全部功能,广泛应用于桥式单端正激双管...

发表于 2017-11-09 17:32 892次阅读
tl494简单逆变器电路分析

逆变器在风力发电系统与电网接口上的作用

逆变器作为风力发电系统与电网的接口,承担着核心电能变换和控制的作用,同时是系统中极易发生故障的薄弱环...

发表于 2017-11-08 10:42 1161次阅读
逆变器在风力发电系统与电网接口上的作用

请问逆变器输出LC滤波器有没有比较系统的设计方法 ?切入点在哪呢 ?

发表于 2017-11-03 19:51 638次阅读
请问逆变器输出LC滤波器有没有比较系统的设计方法 ?切入点在哪呢  ?

sg3525工频逆变器电路

主芯片SG3525的接法和一般常规接法有点不同,因为3525的11,14脚是“图腾柱”输出,我把11...

发表于 2017-11-02 17:52 594次阅读
sg3525工频逆变器电路

sg3524逆变器电路图

SG3524的基准源属于常规的串联式线性直流稳压电源,它向集成块内部的斜波发生器、PWM比较器、T型...

发表于 2017-11-02 16:29 1244次阅读
sg3524逆变器电路图

升压器12v升220v电路图(八款电路原理图详解...

升压器12v升220v电路其实就是一个震荡电路,就是把直流电变成交流电,然后通过变压器升压变成220...

发表于 2017-11-01 19:48 11207次阅读
升压器12v升220v电路图(八款电路原理图详解...

AMETEK电网模拟器应对智能逆变器测试的新挑战...

随着光伏发电系统装机容量在电力系统中的占比不断提高,整个电网对于光伏逆变器的品质和能力的要求也越来越...

发表于 2017-08-15 16:56 367次阅读
AMETEK电网模拟器应对智能逆变器测试的新挑战...

高效率、低功耗的600W DC-AC逆变器方案

600W逆变器方案是一款隔离低压直流输入,220Vac正弦波输出的逆变方案,用 SPWM 控制方式,...

发表于 2017-08-11 09:20 1232次阅读
高效率、低功耗的600W DC-AC逆变器方案

TI GaN功率设计可驱动200V交流伺服驱动器...

2017年6月28日,北京讯—德州仪器(TI)近日推出一项创新的三相氮化镓(GaN)逆变器参考设计,...

发表于 2017-06-28 17:50 285次阅读
TI GaN功率设计可驱动200V交流伺服驱动器...

光伏微型逆变器云连接解决方案

从今年4月国家电网公司在京举办“国网分布式光伏云网发布会”,正式发布上线国网分布式光伏云网以后,国家...

发表于 2017-06-28 17:29 841次阅读
光伏微型逆变器云连接解决方案

从原理图到实物,手把手教你制作一个逆变器

我们这次制作的主题仍然是怎么简单怎么来,这个电路经过改善已经测试成功,文章也会把测试结果分享给大家

发表于 2017-06-15 10:27 22353次阅读
从原理图到实物,手把手教你制作一个逆变器

逆变器的工作原理与应用详解

让一端始终是流入的 另一端始终是流出的这就得到了电压正弦变化的直流电 如果需要平滑的直流电还需要进行...

发表于 2017-06-08 11:02 1531次阅读
逆变器的工作原理与应用详解

PWM原理与PWM逆变器的工作原理图

 PWM 是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对...

发表于 2017-05-31 17:00 2300次阅读
PWM原理与PWM逆变器的工作原理图