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光伏逆变器的设计与安装维护

2017年05月31日 15:41 次阅读

  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。

  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。

  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。

  光伏逆变器的设计与安装维护

  光伏逆变器的设计方案

  基于光伏并网逆变器的基本原理和控制策略,设计了并网型逆变器的结构,其采用了内置高频变压器的前后两级结构,即前级DC/DC高频升压,后级DC/AC工频逆变。该设计模式具有电路简单、性能稳定、转换效率高等优点。

  在能源日益紧张的今天,光伏发电技术越来越受到重视。太阳能电池和风力发电机产生的直流电需要经过逆变器逆变并达到规定要求才能并网,因此逆变器的设计关乎到光伏系统是否合理、高效、经济的运行。

  1、光伏逆变器的原理结构

  光伏并网逆变器的结构如图1所示,主要由前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器构成。其基本原理是通过高频变换技术将低压直流电变成高压直流电,然后通过工频逆变电路得到220V交流电。这种结构具有电路简单、逆变电源空载损耗很小、输出功率大、逆变效率高、稳定性好、失真度小等优点。

  光伏逆变器的设计与安装维护

  逆变器主电路如图2所示。DC/DC模块的控制使用SG3525芯片。SG3525是双端输出式SPWM脉宽调制芯片,产生占空比可变的PWM波形用于驱动晶闸管的门极来控制晶闸管通断,从而达到控制输出波形的目的。

  作为并网逆变器的关键模块,DC/AC模块具有更高的控制要求,本设计采用TI公司的TMS320F240作为主控芯片,用于采集电网同步信号、交流输入电压信号、调节IGBT门极驱动电路脉冲频率,通过基于DSP芯片的软件锁相环控制技术,完成对并网电流的频率、相位控制,使输出电压满足与电网电压的同频、同相关系。

  滤波采用二阶带通滤波器,是有源滤波器的一种,用于传输有用频段的信号,抑制或衰减无用频段的信号。其可以有效地滤除逆变后产生的高频干扰波形,使逆变后的电压波形达到并网的要求。

  光伏逆变器的设计与安装维护

  2、DC/DC控制模块

  SG3525是专用于驱动N沟道功率MOSFET的PWM控制芯片。SG3525的输出驱动为推拉输出形式,可直接驱动MOS管;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器,具有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比。其2个输出分别接2个MOS管控制其开断,为了提高对推挽式DC/DC高频升压过程有效的控制,提高频宽调制的准确性,相应设计了检测电路,检测输出电流、电压,然后反馈到控制芯片。检测电路包括偏磁检测电路、电压反馈采样电路、电流反馈采样电路。SG3525控制模块结构如图3.

  光伏逆变器的设计与安装维护

  3、DC/AC控制模块

  3.1 TMS320F240控制核心

  TMS320F240是美国TI公司的定点式数字信号处理器芯片,硬件架构以16位为基本数据处理单元,它集成了高性能DSP内核,并且有着丰富的外设功能,处理速度快。DSP系统的外围电路包括时钟电路、复位电路、电源电路等,配合各种信号检测电路、驱动电路,以达到对逆变系统的波形控制、脉宽调制、故障保护等要求,其结构图如图4.

  光伏逆变器的设计与安装维护

  3.2电压和电流检测电路

  (1)电网电压过零检测电路

  逆变后交流电的电压必须与电网电压同相、同频才能并网,因此要对输出电压进行锁相控制。由于输出的电压信号为正弦波,而控制芯片只能识别TTL电平信号,因此需要一个电路将正弦波信号转换为控制芯片可以识别的TTL电平信号。本设计中用LV25P电压传感器,将电网电压采集并转换成与电网电压等相位的低电压脉冲信号,经过一组比较器电路,可以输出一组与电网电压同相的低压方波信号。当被检测的电网电压超过零点,则输出高电平。电网电压过零检测电路如图5所示。

  光伏逆变器的设计与安装维护

  电网电压过零检测电路得到的方波信号,经过双施密特反相电路将信号送到DSP芯片的捕获引脚上,捕获单元在检测到上升沿时触发中断,进行锁相。

  (2)交流电流检测电路

  交流电流检测电路使用CSM300LT闭环式电流传感器,如图6.CSM300LT是应用霍尔效应闭环原理的电流传感器,在电隔离条件下测量交流电流。当交流电通过传感器时,传感器将电流信号转换成电压信号送给信号调理电路,经处理后输入到DSP芯片的管脚。调理电路由RC滤波电路和二组集成运放隔离电路组成。

  光伏逆变器的设计与安装维护

  4、辅助电源

  逆变器的控制电路、信号采集电路及开关管驱动电路等需要不同的适应电源,因此需要一个独立的电源为其供电。所设计辅助电源输出的电压分别为+15V、-15V、+5V三种,采用单端反激式DC/DC拓扑结构,运行稳定、可靠,辅助电源电路的基本电路如图7所示。

  光伏逆变器的设计与安装维护

  5、有源滤波

  有源滤波采用二阶带通滤波器,它是由运算放大器和阻容元件组成的一种选频网络,用来滤除逆变过程中产生的高次谐波,其原理是通过设置电路参数允许某一个通频带范围内的信号通过,而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制,如图8.

  光伏逆变器的设计与安装维护

  光伏逆变器的设计与安装维护

  光伏发电作为新能源开发利用的重要内容,对于解决能源和环境问题,有着深远的意义。逆变器是光伏发电过程中的重要环节。文中对逆变系统的拓扑结构进行了研究,设计了以高频升压和全桥逆变为拓扑结构的逆变系统,再配合有源滤波,为太阳能的进一步开发利用起到一定的作用。

  光伏逆变器的安装维护

  1、在安装前首先应该检查逆变器是否在运输过程中有无损坏。

  2、在选择安装场地时,应该保证周围内没有任何其他电力电子设备的干扰。

  3、在进行电气连接之前,务必采用不透光材料将光伏电池板覆盖或断开直流侧断路器。暴露于阳光,光伏阵列将会产生危险电压。

  4、所有安装操作必须且仅由专业技术人员完成。

  5、光伏系统发电系统中所使用线缆必须连接牢固,良好绝缘以及规格合适。

  6、所有的电气安装必须满足当地以及国家电气标准。

  7、仅当得到当地电力部门许可后并由专业技术人员完成所有电气连接后才可将逆变器并网。

  8、在进行任何维修工作前,应首先断开逆变器与电网的电气连接,然后断开直流侧电气连接。

  9、等待至少5分钟直到内部元件放电完毕方可进行维修工作。

  10、任何影响逆变器安全性能的故障必须立即排除方可再次开启逆变器。

  11、避免不必要的电路板接触。

  12、遵守静电防护规范,佩戴防静电手环。

  13、注意并遵守产品上的警告标识。

  14、操作前初步目视检查设备有无损坏或其它危险状态。

  15、注意逆变器热表面。例如功率半导体的散热器等,在逆变器断电后一段时间内,仍保持较高温度。

  光伏逆变器的安装流程

  逆变器的总体安装流程如图所示,安装流程说明如表所示:

  光伏逆变器的设计与安装维护

  光伏逆变器的设计与安装维护

  逆变器安装位置的要求

  1、勿将逆变器安装在阳光直射处。否则可能会导致额外的逆变器内部温度,逆变器为保护内部元件将降额运行。甚至温度过高引发逆变器温度故障。

  2、选择安装场地应足够坚固能长时间支撑逆变器的重量。

  3、所选择安装场地环境温度为-25°C~50°C,安装环境清洁。

  4、所选择安装场地环境湿度不超过95%,且无凝露

  5、逆变器前方应留有足够间隙使得易于观察数据以及维修。

  6、尽量安装在远离居民生活的地方,其运行过程中会产生一些噪声。

  7、安装地方确保不会晃动。

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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