太阳能光伏逆变器概念解析

太阳能光伏逆变器概念解析，华中科技大学 /作者： Tony 什么是 并网？并网， 是指太阳能电池将转换的电能通过逆变器变成交流电直接送入电网。 并网太阳能发电系统不再需要庞大笨重的蓄电池，不存在维护和更换蓄电池的麻烦，降低了建设成本。太阳能光伏发电系统目前主要用于无电或缺电的边远地区，作为独立的电源给家用电器和照明设备供电。随着电力紧张、 环境污染等问题的日趋严重，与公用电网并网运行的太阳能发电系统已显出越来越大的竞争力。光伏发电的并网原理如图 1、图 2 所示。太阳能阵列通过正弦波脉宽调制逆变器向电网传送电能， 逆变器馈送给电网的电力由阵列功率和当时当地的日照条件决定。逆变器除了具有直流 -交流转换功能外，还必须具有光伏阵列的最大功率跟踪功能和各种保护功能。图 1 光伏供电并网原理图 2 光伏放电系统基本原理原理太阳能电池作为光伏系统的基础， 其工作特性， 包括工作电压和电流与日照、太阳能电池温度等有着密切的关系， 图 3、 图 4 分别给出了太阳电池温度在 25℃时，工作电压、电流和日照的关系曲线及太阳电池的输出功率和日照（ S） 、 U之间的曲线。图 3 工作电压、电流和日照关系曲线图 4 输出功率和日照关系曲线从图 3 可以看出，曲线上任一点处的功率为 P=UI，其值除和 U、 I 有关外，还与日照（ S） 、太阳能电池温度等有关。由图 4 进一步可知，由于太阳能电池的工作效率等于输出功率与投射到太阳能电池面积上的功率之比， 为了提高本系统的工作效率， 必须尽可能地使太阳能电池工作在最大功率点处， 这样就可以以功率尽可能小的太阳能电池获得最多的功率输出。在图 3 和图 4 中， A、 B、 C、 D、E 点分别对应不同日照时的最大功率点。MPPT Maximum Power Point Tracking 最大功率点跟踪， 其目的在于动态的追寻太阳能电池板的最大功率点，使系统以最高的效率对蓄电池充电。最大输入功率 ， 即是指太阳能电池输出的最大功率。 在太阳电池的伏安特性曲线上，电流电压乘积的最大值。额定输入电压 ，逆变器正常工作的输入电压 (BUS 电压 )，输入电压高于 /低于这个值，会通过升压 /降压调节为该值。最大输入电压 ，逆变器能够工作的最大输入电压值。最大开路电压 ，实际上就是最大输入电压。开路电压，没有接通负载时，或者说没有电流流过时的正负极间的电压。最大输入电流 ，最大输入功率与最小输入电压的比值。最大功率点追踪 (MPPT) 电压范围 ，能够追踪最大功率点的电压范围。满载运行输入电压范围 ，输出能够带满载时的输入电压的范围。MPP 追踪通道 ，太阳能电池板接入逆变器的通道，即逆变器的输入端。MPPT 效率 ， 最大功率峰值跟踪的最大效率 η MPPT ，可以定义为在定义的一段时间内逆变器从太阳能阵列获得的能量与理想状态下的最大功率峰值跟踪从太阳能阵列获得的能量的比率。下面是一个公式表达法：η MPPT =P DC/Pm其中 PDC 是直流输入到逆变器的功率 (即逆变器的实际输入功率 )， Pm 是最大功率峰值。工作电压范围 ，逆变器能够运行的电压范围。系统启动电压 ，机器能够开启的输入电压。能够灌入市电时的输入电压 ，逆变器能够开始带载的电压。关机电压 ，机器将自动关机时的电压。DC 绝缘阻抗 ，输入正 /负对机器外壳之间的阻抗。额定输出电压 ， 在规定的输入直流电压允许的波动范围内， 它表示逆变器应能输出的额定电压值。额定输出频率 ，逆变器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值， 50/60Hz 。额定输出电流 ，表示在规定的负载功率因素范围内逆变器的额定输出电流。逆变器的额定容量 ，是当输出功率因数为 1（即纯阻性负载）时，额定输出电压与额定输出电流的乘积。额定输出效率 (输出转换效率 ) 逆变器的效率是在规定的工作条件下， 其输出功率与输入功率之比，以 %表示。逆变器在额定输出容量下的效率为满载效率。欧洲效率 我们通常所知的逆变器效率为欧洲效率 η E,而这一公式是适用于欧洲的中部地区。 这一公式定义为不同百分比时的额定交流功率在逆变器效率上所起的作用， 如下列公式：η E=0.03 η 5%+0.06 η 10% +0.13 η 20% +0.13 η 30% +0.48 η 50% +0 .2 η 100%例如：在公式中 η 10% 代表了在逆变器 10% 的额定功率时的效率。η E 是一个适当的方法来描述一个固定不动的光伏系统的效率 (如：没有太阳光跟踪系统 )。“ GFCI “(Ground Fault Circuit Interrupter) 是一个接地故障漏电保护器 , 是美国政府为保护人们人身安全而强制推行的安全装置， GFCI 旨在保护人们免受严重或致命的电击。机器内部存在漏电流， 漏电流大于一定值时， 人体接触机器外壳会发生触电。此时 GFCI 会在极短的时间内中断电力，机器停止工作并报 GFCI 故障，从而避免事故发生。孤岛效应，是指电力公司的供电系统，因故障或者停电维修等原因而停止工作时， 安装在各个用户端的光伏并网系统未能及时检测出停电状态而迅速自身切离市电网络， 因而形成了一个由光伏并网发电系统向周围负载供电的一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛现象。反孤岛检测 ，是指在公共电网发生断电时，太阳能逆变器能够检测到公共电网断电， 并停止工作， 以免来自并网中的太阳能逆变器的电源对维护检修人员造成伤害。DK 安规和 RD 安规是针对不同国家的安规， DK 安规是意大利安规， RD 安规是西班牙安规。忠告： 光伏逆变这块技术上升空间还非常大， 如想在这块发展， 那就还得好好自己创新， 而不是一味的抄袭国外的技术， 那永远只能落后人家，你赚的钱也永远只是别人的零头！ ！ ！