并网逆变器

并网逆变器solarmax 并网逆 变器并网逆变 器并网逆变 器一般分为光伏并网逆变器 、风力发电并网逆变器、动 力设备并网逆变器和其他发电 设备并网逆变器。一、光伏 发电并网逆变器由于建筑 的多样性，势必导致太阳能 电池板安装的多样性，为了 使太阳能的转换效率最高同时 又兼顾建筑的外形美观，这 就要求我们的逆变器的多样化 ，来实现最佳方式的太阳能 转换。现在世界上比较通行的太阳能逆 变方式为：集中逆变器、组串逆变器，多组串 逆变器和组件逆变，现将几种逆 变器运用的场合加以分析。集中逆变见下图。集中逆变 一般用与大型光伏发电站（ >10kW ）的系统中，很多并行的光伏组串被连到 同一台集中逆变器的直流输入端 ，一般功率大的使用三相的 IGBT 功率模块，功率较 小的使用场效应晶体管，同时使用 DSP 转换控制器来改善所产出电能的质量，使 它非常接近于正弦波电流。最 大特点是系统的功率高，成本 低。但受光伏组串的匹配和 部分遮影的影响，导致整个 光伏系统的效率和电产能。同时整个光伏系统的发电可靠 性受某一光伏单元组工作状态不 良的影响。 最新的研究 方向是运用空间矢量的调制控 制，以及开发新的逆变器的 拓扑连接，以获得部分负载 情况下的高的效率。在 SolarMax( 索瑞 · 麦克 ）集中逆变器上，可以附加一个光伏阵列的接口 箱，对每一串的光伏帆 板串进行监控，如其中有一 组串工作不正常，系统将会 把这一信息传到远程控制器上 ，同时可以通过远程控制将 这一串停止工作，从而不会 因为一串光伏串的故障而降低 和影响整个光伏系统的工作和能 量产出。组串逆变见下图 。组串逆变器已成为现在国际 市场上最流行的逆变器。组 串逆变器是基于模块化概念基 础上的，每个光伏组串（ 1kW-5kW ）通过一个逆变器，在直 流端具有最大功率峰值 跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏电厂 使用组串逆变器。优点是不受组串间模 块差异和遮影的影响，同时减少 了光伏组件最佳工作点与逆变器 不匹配的情况，从而增加了 发电量。技术上的这些优势 不仅降低了系统成本，也增加了 系统的可靠性。同时，在组串间引 入 “ 主 -从 ” 的概念，使得在系统在单串电能不能使 单个逆变器工作的情况下，将几组光伏组串联系在一起 ，让其中一个或几个工作，从 而产出更多的电能。最新的概念 为几个逆变器相互组成一个 “ 团队 ” 来代替 “ 主 -从 ” 的概念，使得系统的可靠性又进 了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。多组串逆 变见下图。多组串逆 变是取了集中逆变和组串逆变 的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光 伏发电站。在多组串逆变器 中，包含了不同的单独的功 率峰值跟踪和直流到直流的转 换器，这些直流通过一个普 通的直流到交流的逆变器转换成 交流电，并网到电网上。 光伏组串的不同额定值（如：不 同的额定功率、每组串不同的 组 件 数 、组件的不同的 生产厂家等等）、不同的尺寸或不同技术的光 伏组件、不同方向的组串（如 ：东、南和西 ）、不同的 倾角或遮影，都可 以被连在一个共同的逆变器上 ，同时每一组串都工 作在它们各自的最大功率峰值上 。同时 ，直流电缆的长度减少、将 组串间的遮影影响和由于组串间 的差异而引起的损失减到最小 。组件逆变 器组件逆变 器是将每个光伏组件与一个逆变 器相连， 同时每个组件 有一个单独的最大功率峰值跟 踪，这样组件与逆变器的配合更 好。通常用于 50W 到 400W 的光伏发电站，总效率低于组串 逆变器。由于是在交流处并联，这就增加了交 流侧的连线的复杂性，维护困难。另一需要解 决的是怎样更有效的与电网并 网，简单的办法是直接通过普通的交流 电插座进行并网，这样就可 以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准 也许不允许这样做， 电 力公司有可能反对发电装置直接 和普通家庭用户的普通插座相 连。 另一和安全有关的因素是是否需要 使用隔离变压器 （高频或低频） ，或者允许使用 无变压器式的逆变器。这一逆变 器在玻璃幕太阳能并网逆变器 光伏并网逆变器墙中 使用最为广泛。上海市中 能源工程公司销售的 SolarMax 光伏并网逆 变器规格全，既有小功率的组串逆变器， 又有大功率的集中式逆变器，随 着中国光伏发电市场的迅速发 展， SolarMax 逆变 器必然会被越来越多的中国客 户使用。二、风力 发电并网逆变器针对风力 发电系统的特性，设计了与电 网并联的 PWM 逆变器控制 系统，该系统采用电流瞬时 值反馈控制，直接以电网电 压同步信号为逆变器输出电流跟 踪指令，通过对网侧电流 的闭环跟随控制，实现以单 位功率因数向电网馈送电能 。对系统的稳定性进行了分析 ，实验结果证明了该逆变器控制 系统的可行性和正确性。关键词 风力发电 并网逆变器 功率因 数1 引言随着环保 意识的加强以及对于可再生能源 的需求，风力发电技术日益受 到 重 视 。由于风能具有 不稳定性和随机性，风力发 电机发出的电能是电压、频 率随机变化的交流电，必 须采取有效的电力变换措施后才 能够将风电送入电网。为了 改进风力发电机发电系统的运 行性能，近年来发展了基于交 -直 -交变流器的变速风 力发电系统。在交 - 直 -交变速风力发电系统 中，逆变器的控制技术是关键， 国内外纷纷展开这方面的研究工 作。文献［ 2 ］～文献［ 5］对此都有专门的研究。本文 综合以上几个文献中逆变器的 优点，提出了一种新型的逆 变器控制方案。该逆变器直 接以电网电压同步信号为逆变 器输出电流的跟踪信号，能 够使输出电流快速跟踪电网电压 。该控制系统结构简单 ，试验结果表明该控制系统能 实现单位功率因数输出，且 输出电流的谐波含量低。2 交 -直 -交变速风力 发电系统简介交 -直 -交变速风力发电系统如图 1 所 示，图中整流器和逆变器分别采 用二极管整流器及基于全 控型器件的 PWM 逆变器 。为了解决在低风速时整流以 后的电压幅值过低、频率变 化太快、直流纹波较大、电 压尖刺等问题，在整流器与逆 变器之间加入了直流环节部分 ，该环节具有升压和稳压功 能。逆变器将直流转换成适 合并网条件的交流后再通过变 压器或直接并入电网。这种交 -直 -交系统最显著的特 点是在风力发电机和电网之间连 接了缓冲电路，在并网时无电流 冲击，逆变器不仅可以调节电 压、频率，而且可以调节输 出功率，是一种稳定的并网 方式。3 PWM 逆变器的 控制方案PWM 逆变器的拓扑结构如图 2a 所示。 逆变 器输入与直流稳压的输出端相连 ， 其输入端的电压 为直流稳压后的电压值 udc ，输出端通过滤波电感上后并入电 网，对于风力发电并网 逆变器系统，输出相电压、相电 流与电网电动势满足图 2b 所 示矢量关系。对于无穷 大公共电网，该并网逆变器 作为电流源向电网输送电能 。因此通过对逆变器输出电流 的控制即可达到控制输出功率的 目的。由图 2b 可知，为了不 对公用电网产生谐波污 染，必须使逆变器各相输出 电流与电网电压反相，以实 现逆变器的单位功率因数输出 。为了实现这一目的，设计了如图 3 所 示的逆变器控制系统。4 控制器及其参数设计因为 PWM 开关频率远大于公用电网 的工频频率，根据图 3 所示的控制 系 统 图 ，可以得到如图 4 所示 a 相电 流闭环传递结构图。5 并网逆变器的试验图 6a 为 蓄电池电压与 a 相电流波形图，图 6b 为 a 相电压与电流波形图。图 6c为输出电流的 频谱图。实验结果表明，在蓄电池电压稳定的 条件下，逆变器输出电流是稳定的正弦 波，且与电网电压相位相反，因而实现了单位 功率因数传送电能。逆变器输出电流频 率基本是 50Hz 。谐 波含量达到了并网要求。6 结束语本文提出 的逆变器控制系统直接以电网电 压作为逆变器输出电流的参考 信号， 采用电流瞬时值 反馈控制， 其控制系 统不仅结构简单， 而且能够实现单位功率因数输出 ，减少输出电流 对电网造成的谐波污染 。 该并网逆变器控制系统的研究 设计为风力发电并网技术的发 展提供了条件。上海市中能源 工程公司 太阳能并网逆变器三、动力设备 并网逆变器动力设备 并网逆变器有内燃机发电并网逆 变器等， 在日常生活中 具有广泛的应用。