創(chuàng)業(yè)策劃太陽能逆變器開發(fā)思路和方案

1、內(nèi)容摘要：摘要：針對光伏并網(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)、光伏陣列以及用戶對逆變器的要求出發(fā)，分析了各種不同的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方法，比較其運行效率和控制效果。對于目前國內(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)逆變器高效可靠運行的發(fā)展方向。摘要：針對光伏并網(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、、光伏陣列以及用戶對逆變器的要求出發(fā)，分析了各種不同的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方法，比較其運行效率和控制效果。對于目前國內(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)；最大功率點跟蹤；孤島效應(yīng)O引言由于傳統(tǒng)能源的枯竭和人們對環(huán)境的重視，電力系統(tǒng)正面臨著巨大變革，分布式發(fā)電將成為未來電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。其中，光伏發(fā)電以其獨特的優(yōu)點

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，因而探索高性能、低造價的新型光電轉(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)自身損耗、提高運行效率，也是降低其發(fā)電成本的一個重要途徑。逆變器效率的高低不僅影響其自身損耗，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)濟可靠運行的關(guān)鍵因素，研究其結(jié)構(gòu)與控制方法對于提高系

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)、光伏陣列以及用戶對于并網(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，比較了其運行效率和控制效果。對于目前國內(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)逆變器高效可靠運行的發(fā)展方向。1光伏發(fā)電系統(tǒng)對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運行和向電網(wǎng)注入正弦電流兩大主要任務(wù)。11電網(wǎng)對逆變器的要求逆變器要與電網(wǎng)相連，必須滿足電網(wǎng)電能質(zhì)量、防止孤島效應(yīng)和安全隔離接地3個要求。為了避免光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對公共電網(wǎng)的污染，逆變器應(yīng)輸出失真度小的正弦波。影響波它采用單級無變壓器、電壓型全橋逆變結(jié)構(gòu)。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、造價低、魯棒性強；但受限于當(dāng)時開關(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關(guān)電子器件，能夠很好地控制輸出諧波；但16kHz～2OkHz開關(guān)頻率使得開關(guān)損耗增大，效率降低。單級逆變系統(tǒng)直接將直流轉(zhuǎn)換為交流，它的主要缺點是：①需要較高的直流輸入，使得成本提高，可靠性降低；②對于最大功率點的跟蹤沒有獨立的控制操作，使得系統(tǒng)整體輸出功率降低；③結(jié)構(gòu)不夠靈活，無法擴展，不能滿足光伏陣列直流輸入的多變性。因此，在直流輸入較低時，

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)實現(xiàn)，使得控制更易實現(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現(xiàn)逆變。多轉(zhuǎn)換級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。光伏逆變器由單級到多級的發(fā)展，使電能轉(zhuǎn)換級數(shù)增加，能夠便于滿足最大功率點跟蹤和直流電壓輸入范圍的要求；但是單級