創(chuàng)業(yè)策劃太陽(yáng)能逆變器開(kāi)發(fā)思路和方案

1、內(nèi)容摘要：摘要：針對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中關(guān)鍵部件——逆變器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制方法研究進(jìn)行了詳細(xì)分析和闡述。從電網(wǎng)、光伏陣列以及用戶(hù)對(duì)逆變器的要求出發(fā)，分析了各種不同的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方法，比較其運(yùn)行效率和控制效果。對(duì)于目前國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器的研究現(xiàn)狀、亟待解決的問(wèn)題進(jìn)行了闡述，指出光伏發(fā)電系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器高效可靠運(yùn)行的發(fā)展方向。摘要：針對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中關(guān)鍵部件——逆變器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制方法研究進(jìn)行了詳細(xì)分析和闡述。從電網(wǎng)

2、、光伏陣列以及用戶(hù)對(duì)逆變器的要求出發(fā)，分析了各種不同的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方法，比較其運(yùn)行效率和控制效果。對(duì)于目前國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器的研究現(xiàn)狀、亟待解決的問(wèn)題進(jìn)行了闡述，指出光伏發(fā)電系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器高效可靠運(yùn)行的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；逆變器；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；最大功率點(diǎn)跟蹤；孤島效應(yīng)O引言由于傳統(tǒng)能源的枯竭和人們對(duì)環(huán)境的重視，電力系統(tǒng)正面臨著巨大變革，分布式發(fā)電將成為未來(lái)電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。其中，光伏發(fā)電以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)

3、，被公認(rèn)為技術(shù)含量高、最有發(fā)展前途的技術(shù)之一。但是光伏發(fā)電系統(tǒng)存在著初期投資大、成本較高等缺點(diǎn)，因而探索高性能、低造價(jià)的新型光電轉(zhuǎn)換材料與器件是其主要研究方向之一。另一方面，進(jìn)一步減少光伏發(fā)電系統(tǒng)自身?yè)p耗、提高運(yùn)行效率，也是降低其發(fā)電成本的一個(gè)重要途徑。逆變器效率的高低不僅影響其自身?yè)p耗，還影響到光電轉(zhuǎn)換器件以及系統(tǒng)其他設(shè)備的容量選擇與合理配置。因此，逆變器已成為影響光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素，研究其結(jié)構(gòu)與控制方法對(duì)于提高系

4、統(tǒng)發(fā)電效率、降低成本具有極其重要的意義[5]。本文從電網(wǎng)、光伏陣列以及用戶(hù)對(duì)于并網(wǎng)逆變器的要求出發(fā)，分析了不同的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方法，比較了其運(yùn)行效率和控制效果。對(duì)于目前國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器的研究現(xiàn)狀、亟待解決的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了綜合，進(jìn)一步指出了光伏發(fā)電系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器高效可靠運(yùn)行的發(fā)展方向。1光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)逆變器的要求光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一般由光伏陣列、逆變器和控制器3部分組成。逆變器是連接光伏陣列和電網(wǎng)的關(guān)鍵部件，它完成控制

5、光伏陣列最大功率點(diǎn)運(yùn)行和向電網(wǎng)注入正弦電流兩大主要任務(wù)。11電網(wǎng)對(duì)逆變器的要求逆變器要與電網(wǎng)相連，必須滿(mǎn)足電網(wǎng)電能質(zhì)量、防止孤島效應(yīng)和安全隔離接地3個(gè)要求。為了避免光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)公共電網(wǎng)的污染，逆變器應(yīng)輸出失真度小的正弦波。影響波它采用單級(jí)無(wú)變壓器、電壓型全橋逆變結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、魯棒性強(qiáng)；但受限于當(dāng)時(shí)開(kāi)關(guān)器件水平，使系統(tǒng)的輸出功率因數(shù)只有06～07，且輸出電流諧波大引。隨著電子開(kāi)關(guān)器件的發(fā)展，高頻(頻率16kHz)雙

6、極晶體管，MOSFET或IGBT等逐漸取代了并網(wǎng)換相晶閘管。由于采用PWM全橋逆變電路和高頻開(kāi)關(guān)電子器件，能夠很好地控制輸出諧波；但16kHz～2OkHz開(kāi)關(guān)頻率使得開(kāi)關(guān)損耗增大，效率降低。單級(jí)逆變系統(tǒng)直接將直流轉(zhuǎn)換為交流，它的主要缺點(diǎn)是：①需要較高的直流輸入，使得成本提高，可靠性降低；②對(duì)于最大功率點(diǎn)的跟蹤沒(méi)有獨(dú)立的控制操作，使得系統(tǒng)整體輸出功率降低；③結(jié)構(gòu)不夠靈活，無(wú)法擴(kuò)展，不能滿(mǎn)足光伏陣列直流輸入的多變性。因此，在直流輸入較低時(shí)，

7、考慮采用交流變壓器升壓，以得到標(biāo)準(zhǔn)交流電壓與頻率，同時(shí)可使得輸入輸出之間電氣隔離。為帶工頻變壓器結(jié)構(gòu)的光伏逆變系統(tǒng)。其最大優(yōu)點(diǎn)是逆變器在低壓側(cè)，因此逆變橋可以采用高頻低壓器件MOSFET，節(jié)省了初期投資；而且逆變器的控制在低壓側(cè)實(shí)現(xiàn)，使得控制更易實(shí)現(xiàn)。此結(jié)構(gòu)還適用于大電流光伏模塊。工頻升壓變壓器體積大，效率低，價(jià)格也很昂貴，隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，采用高頻升壓變換能實(shí)現(xiàn)更高功率密度逆變。升壓變壓器采用高頻磁芯材料，工作

8、頻率均在20kHz以上。其體積小、重量輕，高頻逆變后經(jīng)過(guò)高頻變壓器變成高頻交流電，又經(jīng)高頻整流濾波電路得到高壓直流電(通常在300V以上)，再由工頻逆變電路實(shí)現(xiàn)逆變。多轉(zhuǎn)換級(jí)帶高頻變壓器的逆變結(jié)構(gòu)相比帶工頻變壓器的逆變結(jié)構(gòu)，功率密度大大提高，逆變器空載損耗也相應(yīng)降低，從而效率得到提高，但也導(dǎo)致了逆變器的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性降低。光伏逆變器由單級(jí)到多級(jí)的發(fā)展，使電能轉(zhuǎn)換級(jí)數(shù)增加，能夠便于滿(mǎn)足最大功率點(diǎn)跟蹤和直流電壓輸入范圍的要求；但是單級(jí)