光伏逆变器-技术培训

光伏发电系统之 逆变器（大功率） 简介 目前主要发电形式 目前国内主要发电形式（ 2012） 火力发电目前主要的发电形式，全国总装机已经突破 1000GW 水力发电重要的发电形式，全国总装机 200多 GW 风力发电全国总装机约 70GW 核电全国总装机约 20G 光伏发电全国总装机约 5GW 对未来世界能源利用形式的预测 地热 光热 光伏 和 光热 风力 生物质 生物质 水力 核电 天然气 煤炭 石油 光伏发电系统 典型应用形式 并网应用 太阳升起，达到并网条件，接触器闭合联网，开始发电 典型应用形式 应用现场 210 逆变器主要构成部分 主要 参数、系统构成和主回路拓扑 直流输入部分 逆变部分（ IGBT模块和驱动器） LC滤波器和交流输出 二次电路 控制和保护 散热 机柜 500kW 主要参数指标 最大直流功率 550kWp 输入最大直流电压 900 Vdc 最大直流输入电流 1200 A 额定交流输出功率 500 kW 输出交流电压 270 V 最大交流输出电流 1176/1069A 额定频率 50 Hz 最大效率 98.7（约在 40额定功率时）；某些地区，满载效率更有意义 防护等级 IP20 室内 冷却 方式 风冷 系统构成 逆变器电路系统图 主拓扑电路（电路结构） 逆变器主电路结构图 直流 输入部分 直流（塑壳）断路器 T6N630 TMA R630 FF 4P （ 2路输入 ） ABB 直流 EMI滤波器 FEDC-600P Premo/Sshaffner 电流传感器 LF2005-S/SP32 LEM 电压传感器 NV100-1000 南车 时代 /LEM 快速熔断器 170M5448 BUSSMANN 浪涌吸收器 OVR PV 40 1000 P ABB 直流支撑电容 支撑薄膜电容规格 420F/1100V 42A electronicon （ 60） 100000h, （ t ≤ 70℃ ） 高频吸收电容 1.52uF/1200V/IGBT AVX 220 逆变 桥部分 IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor 绝缘栅双极性晶体管 主要品牌 infineon semikron 三菱 富士 逆变 桥部分 IGBT FF1400R12IP4， Skiip 驱动器 2ED300C17-ST 辅助板 2ED300E17-SFO， MAE30012 并联方案 装配之后的 IGBT模块 各个厂家构成模块的 形式各异，但本质相 同。差异的原因在于 散热、电磁兼容、整 体布局等考虑的不同 IGBT模块并联 各种形式的 IGBT逆变桥模块 并联 滤波器和滤波仿真 LC滤波器 L0.120.17mH, 1100A C 100200 F 交流输出 交流 塑壳 断路器 T7S1250M PR231/P-LSI 3P FF 接触器 AF1350-30-11 100-250AC AF16-30-11 100-250AC 快速熔断器 170M6419 BUSSMANN 浪 涌吸收器 OVR BT2 3N 40-320P ABB 电流传感器 LF2005-S/SP32 LEM 电压传感器 NV100-400 南车时代 交流 EMI滤波器 HCWMGF-1300HV PREMO 输出并网变压器 逆变器本身不带变压器，根据现场实际情况选配升压变压器 可以是单机 400V电压，或 10kV以上电压 两台 500kW单机，可以通过分裂绕组变压器构成 1MW并网方案 235 二次 回路和嵌入式控制板 二次回路 电源 系统 （交流电源、直流电源、 UPS电源） 模拟量 采集和输出 （电压、电流、 温度传感器） 开关量采集和输出（熔断器、接触器、风机等状态和控制） IGBT驱动 、保护通道 电池板绝缘检测 、漏电检测（交流 侧、直流侧 ） 状态 显示按钮 （状态显示、钥匙开关、急停） 嵌入式控制板 CUP（单 DSP或双 DSP系统），应用中 TI的 TMS320F2812/28335居多。 外围功能电路 模拟和开关信号处理；逻辑运算；通讯；电源管理等。 辅助电源 交流电源 直流开关电源 UPS电源（或电容储能供电） 现场的交流电源取电方式 散热和风机 额定功率下（常温） IGBT模块的总体热 功耗约 3.6kW 电抗器 热功耗 （三相电抗器总 功耗 2.5kW， 115℃ ，满载 ） 其他（电容，熔断器，风机等 ）约 1.4KW 柜内总热功耗 约 7.5KW（环境温度升高时， 总功耗也增加） 高原应用中，要考虑极端环境温度和散热效率等问题 散热片 为了降低成本，多为压 合 的 散热器 工艺 ，利用现成的标准 齿片压合，成本低，但散热效 果略差。 整体用一套模具浇铸，热阻 最小，散热效果好，成本也较 高。 利用预埋热管，散热效果最好 ，但成本也最高。 240 控制和保护 大功率逆变器的控制部分要完成如下几个基本任务 跟踪电池板（ MPPT 最大功率跟踪） 充分发挥电池板的发电潜力 跟踪电网 保证输出电流和频率保持和电网同步 直流电到交流电的转换 转换的同时，调节输出功率的大小（或根据电网需要发出无功功率） 控制和保护 视在功率、有功功率和无功功率 控制和保护 大功率逆变器的控制部分 跟踪电池板 跟踪电池板（ MPPT 最大功率跟踪） 使逆变器始终工作在太阳能电池板阵列的最大输出功率点（附近），以 充分发挥电池板 潜力。 控制和保护 大功率逆变器的控制部分要完成的任务 跟踪电池板 跟踪电池板（ MPPT 最大功率跟踪） 薄膜电池板与晶硅电池板 控制和保护 大功率逆变器的控制部分 跟踪电网 跟踪电网（软件锁相环技术（ PLL）） 250 控制和保护 大功率逆变器的控制部分要完成的任务 直流到交流的转换 直流到交流的变换原理 单相逆变原理 三相逆变原理 控制和保护 单相逆变原理