光伏逆變器技術及未來發(fā)展趨勢合肥工業(yè)大學能源研究所蘇建徽ppt課件

1、光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢一、光伏發(fā)電系統(tǒng)構造集中式優(yōu)點：本錢低、可靠性高、系統(tǒng)調(diào)度管理方便。缺陷：開關頻率低、噪音大、電流紋波大、陣列組合效率損失。光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢一、光伏發(fā)電系統(tǒng)構造集中式特點：陣列組合效率高缺陷：本錢較高。光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢一、光伏發(fā)電系統(tǒng)構造集中式特點：陣列組合效率高、缺點維修方便、噪音小、消費方便。缺陷：占地面積、光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器

2、技術及未來開展趨勢一、光伏發(fā)電系統(tǒng)構造集中式光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢一、光伏發(fā)電系統(tǒng)構造集中式光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢一、光伏發(fā)電系統(tǒng)構造分布式光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢一、光伏發(fā)電系統(tǒng)構造分布式光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢一、光伏發(fā)電系統(tǒng)構造也有相關拓撲研討，但不適于光伏發(fā)電系統(tǒng)直流串聯(lián)交流串聯(lián)光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢二、光伏逆變器主電路拓撲光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢二、光伏逆變器主電路拓撲光伏逆變器技術及未來

3、開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢1 1、單相光伏逆變器、單相光伏逆變器1.1 1.1 非隔離型單相光伏逆變器非隔離型單相光伏逆變器特點：電路構造簡單、但單極SPWM時，共模電壓較高。二、光伏逆變器主電路拓撲H4H4逆變器逆變器光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢1 1、單相光伏逆變器、單相光伏逆變器1.1 1.1 非隔離型單相光伏逆變器拓撲非隔離型單相光伏逆變器拓撲H5H5逆變器逆變器特點：添加一開關T5，沒有共模電壓，提高系統(tǒng)效率。二、光伏逆變器主電路拓撲光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢1 1、單相光伏逆變器、單相光伏逆變器1.1 1.1 非隔

4、離型單相光伏逆變器非隔離型單相光伏逆變器H6H6逆變器逆變器特點：減小共模電壓。二、光伏逆變器主電路拓撲光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢1 1、單相光伏逆變器、單相光伏逆變器1.2 1.2 非隔離型單相光伏逆變器非隔離型單相光伏逆變器二、光伏逆變器主電路拓撲上橋臂發(fā)射極開路型拓撲上橋臂發(fā)射極開路型拓撲特點：減小輸出濾波電路的損耗。順應無功負載的逆變拓撲順應無功負載的逆變拓撲特點：可實現(xiàn)雙向功率流動。光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢1 1、單相光伏逆變器、單相光伏逆變器1.1 1.1 非隔離型單相光伏逆變器非隔離型單相光伏逆變器BOOSTBOOST

5、逆變電路逆變電路二、光伏逆變器主電路拓撲雙方式雙方式BOOSTBOOST逆變電路逆變電路特點：高壓輸入時，提高效率。特點：添加光伏陣列電壓范圍。光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢1 1、單相光伏逆變器、單相光伏逆變器1.1 1.1 非隔離型單相非隔離型單相( (三相三相) )光伏逆變器光伏逆變器二、光伏逆變器主電路拓撲帶共模電流抑制方法帶共模電流抑制方法光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢1 1、單相光伏逆變器、單相光伏逆變器1.21.2隔離型單相光伏逆變器隔離型單相光伏逆變器圖圖1 1 帶工頻變壓器拓撲帶工頻變壓器拓撲特點：構造簡單、電氣隔離、體積較

6、大、可靠性高。二、光伏逆變器主電路拓撲光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢1 1、單相光伏逆變器、單相光伏逆變器1.21.2隔離型單相光伏逆變器隔離型單相光伏逆變器a高頻變壓器至于DC/AC變換器中二、光伏逆變器主電路拓撲b高頻變壓器至于DC/DC變換器中特點：體積小、分量輕、構造復雜，功率等級不高。光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢1 1、單相光伏逆變器、單相光伏逆變器1.2 1.2 微型光伏逆變器微型光伏逆變器二、光伏逆變器主電路拓撲交錯反激式構造交錯反激式構造光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢2 2、三相光伏逆變器、三相光伏

7、逆變器2.1 2.1 兩電平三相光伏逆變器兩電平三相光伏逆變器三相光伏逆變電路三相光伏逆變電路二、光伏逆變器主電路拓撲光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢2 2、三相光伏逆變器、三相光伏逆變器2.2 2.2 三電平三相光伏逆變器三電平三相光伏逆變器NPCNPC三電平三電平拓撲拓撲ConergyConergy三電平拓撲三電平拓撲RB-IGBT ConergyRB-IGBT Conergy三三電平拓撲電平拓撲二、光伏逆變器主電路拓撲光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢2 2、三相光伏逆變器、三相光伏逆變器2.2 2.2 三電平三相光伏逆變器三電平三相光伏逆變

8、器二、光伏逆變器主電路拓撲光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢三、光伏逆變器主要技術光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢三、光伏逆變器主要技術1、電流波形控制、電流波形控制abc靜止坐標靜止坐標PI控制控制dq旋轉坐標旋轉坐標PI控制控制濾波電路的設計，濾波電路的設計，LCL等。等。PR控制控制反復控制反復控制本卷須知：本卷須知：1線路噪聲對各變量采樣精度影響。線路噪聲對各變量采樣精度影響。2電感非線性、抗共模電路、電感非線性、抗共模電路、PWM死區(qū)死區(qū)等對電流控制效果的影響。等對電流控制效果的影響。光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨

9、勢三、光伏逆變器主要技術2、有功無功控制、有功無功控制有功功率控制有功功率控制能根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門指令控制其有功能根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門指令控制其有功功率輸出，確保逆變器最大輸出功率功率輸出，確保逆變器最大輸出功率及功率變化率不超越電網(wǎng)調(diào)度部門的及功率變化率不超越電網(wǎng)調(diào)度部門的給定值。給定值。光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢三、光伏逆變器主要技術2、有功無功控制、有功無功控制電壓電壓/無功調(diào)理無功調(diào)理應具備根據(jù)并網(wǎng)點電壓程度調(diào)理無功應具備根據(jù)并網(wǎng)點電壓程度調(diào)理無功輸出，參與電網(wǎng)電壓調(diào)理的才干，其輸出，參與電網(wǎng)電壓調(diào)理的才干，其調(diào)理方式、參考電壓、電壓調(diào)差率等調(diào)理方式、參考電壓、

10、電壓調(diào)差率等參數(shù)可由電網(wǎng)調(diào)度機構遠程設定。參數(shù)可由電網(wǎng)調(diào)度機構遠程設定。1、如何保證無功功率的控制精度和、如何保證無功功率的控制精度和呼應速度？呼應速度？2、本機呼應可以很快，但系統(tǒng)能否、本機呼應可以很快，但系統(tǒng)能否可以？可以？光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢三、光伏逆變器主要技術3、并網(wǎng)群控技術、并網(wǎng)群控技術多機群控技術，實現(xiàn)多臺容量較小的并網(wǎng)逆多機群控技術，實現(xiàn)多臺容量較小的并網(wǎng)逆變器的并聯(lián)運轉；變器的并聯(lián)運轉；特點：不同的日照強度下，由主控系統(tǒng)發(fā)出特點：不同的日照強度下，由主控系統(tǒng)發(fā)出一致指令，啟動不同數(shù)量的并網(wǎng)逆變器進展一致指令，啟動不同數(shù)量的并網(wǎng)逆變器進展控制

11、，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的發(fā)電效率最優(yōu)?？刂?，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的發(fā)電效率最優(yōu)。多機并聯(lián)的方式多機并聯(lián)的方式各光伏陣列輸入獨立，各逆變器輸出并聯(lián)掛各光伏陣列輸入獨立，各逆變器輸出并聯(lián)掛網(wǎng)。網(wǎng)。 優(yōu)點：逆變器控制較為簡單，與單機控制相優(yōu)點：逆變器控制較為簡單，與單機控制相比無區(qū)別比無區(qū)別 缺陷：沒有實現(xiàn)陣列和系統(tǒng)的最大效率利用缺陷：沒有實現(xiàn)陣列和系統(tǒng)的最大效率利用。各光伏陣列的直流輸出并聯(lián)為總輸入，各并各光伏陣列的直流輸出并聯(lián)為總輸入，各并網(wǎng)逆變器輸出并聯(lián)掛網(wǎng)。網(wǎng)逆變器輸出并聯(lián)掛網(wǎng)。 優(yōu)點：以最正確發(fā)電效率為目的的優(yōu)化控制優(yōu)點：以最正確發(fā)電效率為目的的優(yōu)化控制，含有多種控制拓撲構造。，含有多種控制拓撲構造。 缺

12、陷：逆變器的控制較為復雜。組合效率損缺陷：逆變器的控制較為復雜。組合效率損失，失，MPPT綜合效率能夠低。綜合效率能夠低。光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢三、光伏逆變器主要技術4、最大功率跟蹤控制、最大功率跟蹤控制恒定電壓控制法恒定電壓控制法CVT擾動察看法擾動察看法P&O電導增量法電導增量法IncCond1MPPT的追蹤速度與精度的矛盾，如何處理？的追蹤速度與精度的矛盾，如何處理？2動靜態(tài)動靜態(tài)MPPT效率，如何評價？效率，如何評價？光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢三、光伏逆變器主要技術5、孤島識別、孤島識別被動式檢測：電網(wǎng)阻抗特征變化

13、、并網(wǎng)電壓被動式檢測：電網(wǎng)阻抗特征變化、并網(wǎng)電壓電流關系特征等。電流關系特征等。自動式檢測：無功擾動、自動頻率偏移等。自動式檢測：無功擾動、自動頻率偏移等。技術難點：分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島識別技術難點：分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島識別光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢三、光伏逆變器主要技術6、系統(tǒng)的各種維護措施、系統(tǒng)的各種維護措施過過/欠壓維護欠壓維護過過/欠頻維護欠頻維護恢復并網(wǎng)維護恢復并網(wǎng)維護過流維護過流維護防反放電維護防反放電維護極性反接維護極性反接維護過載維護過載維護低電壓穿越：零電壓穿越時的無功電流低電壓穿越：零電壓穿越時的無功電流控制控制光伏逆變器技術及未來開展

14、趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢三、光伏逆變器主要技術7、電磁兼容、電磁兼容(EMC)技術技術電網(wǎng)對逆變器干擾電網(wǎng)對逆變器干擾電壓閃變，電氣噪聲，浪涌、高頻分量電壓閃變，電氣噪聲，浪涌、高頻分量等。等。逆變器對于電網(wǎng)干擾逆變器對于電網(wǎng)干擾電流諧波，電壓動搖、電壓閃變、無功電流諧波，電壓動搖、電壓閃變、無功功率、電網(wǎng)阻抗、干擾疊加等。功率、電網(wǎng)阻抗、干擾疊加等。逆變器對于其他用電設備干擾逆變器對于其他用電設備干擾傳導干擾，空間輻射干擾等。傳導干擾，空間輻射干擾等。光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢三、光伏逆變器主要技術7、電磁兼容、電磁兼容(EMC)技術技術應對電磁兼容問題

15、應對電磁兼容問題:隔離變壓器隔離變壓器EMI濾波器濾波器控制算法控制算法拓撲構造拓撲構造正確良好接地正確良好接地光伏逆變器技術及未來開展趨勢光伏逆變器技術及未來開展趨勢四、光伏逆變器技術開展趨勢四、光伏逆變器技術開展趨勢逆變器拓撲：逆變器拓撲：1 1、趨向于采用三電平構造，模塊化并聯(lián)。、趨向于采用三電平構造，模塊化并聯(lián)。2 2、廣泛采用新型半導體功率器件，提高效率，簡化構造。、廣泛采用新型半導體功率器件，提高效率，簡化構造。3 3、微型光伏并網(wǎng)逆變器在諧振軟開關、電路拓撲方面有進、微型光伏并網(wǎng)逆變器在諧振軟開關、電路拓撲方面有進一步開展，并提高效率。一步開展，并提高效率。4 4、高頻隔離型并網(wǎng)構造能夠會遭到關注。、高頻隔離型并網(wǎng)構造能夠會遭到關注。光伏發(fā)電系統(tǒng)構造：光伏發(fā)電系統(tǒng)構造：1 1、集中型單機大功率與組串型多機組合并存。、集中型單機大功率與組串型多機組合并存。2 2、微型并網(wǎng)逆變器在國內(nèi)分布式發(fā)電系統(tǒng)中逐漸遭到歡迎、微型