光伏逆變器 技術(shù)培訓(xùn)

光伏逆變器技術(shù)培訓(xùn)

典型應(yīng)用形式并網(wǎng)應(yīng)用太陽升起，到達并網(wǎng)條件，接觸器閉合聯(lián)網(wǎng)，開場發(fā)電22021/2/24第二頁，共48頁。

典型應(yīng)用形式應(yīng)用現(xiàn)場

2:1032021/2/24第三頁，共48頁。逆變器主要構(gòu)成部分主要參數(shù)、系統(tǒng)構(gòu)成和主回路拓撲直流輸入部分逆變部分〔IGBT模塊和驅(qū)動器〕LC濾波器和交流輸出二次電路控制和保護散熱機柜42021/2/24第四頁，共48頁。500kW主要參數(shù)指標(biāo)最大直流功率550kWp輸入最大直流電壓：900Vdc最大直流輸入電流：1200A

額定交流輸出功率：500kW輸出交流電壓：270V最大交流輸出電流：1176/1069A額定頻率：50Hz最大效率：98.7%〔約在40%額定功率時〕；某些地區(qū)，滿載效率更有意義防護等級：IP20(室內(nèi))冷卻方式：風(fēng)冷52021/2/24第五頁，共48頁。系統(tǒng)構(gòu)成逆變器電路系統(tǒng)圖

62021/2/24第六頁，共48頁。主拓撲電路〔電路構(gòu)造〕逆變器主電路構(gòu)造圖72021/2/24第七頁，共48頁。直流輸入部分直流〔塑殼〕斷路器:T6N630TMAR630FF4P〔2路輸入〕ABB直流EMI濾波器FEDC-600PPremo/Sshaffner電流傳感器LF2005-S/SP32LEM電壓傳感器NV100-1000南車時代/LEM快速熔斷器170M5448BUSSMANN浪涌吸收器OVRPV401000PABB82021/2/24第八頁，共48頁。直流支撐電容支撐薄膜電容規(guī)格420μF/1100V42Aelectronicon〔60〕100000h,〔t≤70℃〕

高頻吸收電容1.5~2uF/1200V/IGBTAVX

2:2092021/2/24第九頁，共48頁。逆變橋部分IGBT:InsulatedGateBipolarTransistor)絕緣柵雙極性晶體管

主要品牌：infineonsemikron

三菱

富士102021/2/24第十頁，共48頁。逆變橋部分IGBT:FF1400R12IP4，Skiip驅(qū)動器：2ED300C17-S(T)輔助板：2ED300E17-SFO，MAE30012

并聯(lián)方案112021/2/24第十一頁，共48頁。裝配之后的IGBT模塊

各個廠家構(gòu)成模塊的形式各異，但本質(zhì)一樣。差異的原因在于散熱、電磁兼容、整體布局等考慮的不同IGBT模塊并聯(lián)122021/2/24第十二頁，共48頁。各種形式的IGBT逆變橋模塊

并聯(lián)132021/2/24第十三頁，共48頁。濾波器和濾波仿真LC濾波器L=0.12~0.17mH,1100AC=100~200μF142021/2/24第十四頁，共48頁。交流輸出交流(塑殼)斷路器

T7S1250MPR231/P-LSI3PFF接觸器

AF1350-30-11100-250AC

AF16-30-11100-250AC快速熔斷器170M6419BUSSMANN浪涌吸收器OVRBT23N40-320PABB電流傳感器LF2005-S/SP32LEM電壓傳感器NV100-400南車時代交流EMI濾波器HCWMGF-1300HVPREMO152021/2/24第十五頁，共48頁。輸出并網(wǎng)變壓器逆變器本身不帶變壓器，根據(jù)現(xiàn)場實際情況選配升壓變壓器可以是單機400V電壓，或10kV以上電壓兩臺500kW單機，可以通過分裂繞組變壓器構(gòu)成1MW并網(wǎng)方案：2:35162021/2/24第十六頁，共48頁。二次回路和嵌入式控制板二次回路電源系統(tǒng)〔交流電源、直流電源、UPS電源〕模擬量采集和輸出〔電壓、電流、溫度傳感器〕開關(guān)量采集和輸出〔熔斷器、接觸器、風(fēng)機等狀態(tài)和控制〕IGBT驅(qū)動、保護通道電池板絕緣檢測、漏電檢測〔交流側(cè)、直流側(cè)〕狀態(tài)顯示按鈕〔狀態(tài)顯示、鑰匙開關(guān)、急?！?/p>

嵌入式控制板CUP〔單DSP或雙DSP系統(tǒng)〕，應(yīng)用中TI的TMS320F2812/28335居多。外圍功能電路：模擬和開關(guān)信號處理；邏輯運算；通訊；電源管理等。172021/2/24第十七頁，共48頁。輔助電源交流電源直流開關(guān)電源UPS電源〔或電容儲能供電〕現(xiàn)場的交流電源取電方式182021/2/24第十八頁，共48頁。散熱和風(fēng)機額定功率下〔常溫〕IGBT模塊的總體熱功耗約3.6kW電抗器熱功耗〔三相電抗器總功耗2.5kW，115℃，滿載〕其他〔電容，熔斷器，風(fēng)機等〕約1.4KW柜內(nèi)總熱功耗：約7.5KW〔環(huán)境溫度升高時，總功耗也增加〕高原應(yīng)用中，要考慮極端環(huán)境溫度和散熱效率等問題

192021/2/24第十九頁，共48頁。散熱片為了降低本錢，多為壓合的散熱器工藝，利用現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)齒片壓合，本錢低，但散熱效果略差。整體用一套模具澆鑄，熱阻最小，散熱效果好，本錢也較高。利用預(yù)埋熱管，散熱效果最好，但本錢也最高。2:40202021/2/24第二十頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo大功率逆變器的控制部分要完成如下幾個根本任務(wù)：跟蹤電池板〔MPPT:最大功率跟蹤〕充分發(fā)揮電池板的發(fā)電潛力跟蹤電網(wǎng)保證輸出電流和頻率保持和電網(wǎng)同步直流電到交流電的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換的同時，調(diào)節(jié)輸出功率的大小〔或根據(jù)電網(wǎng)需要發(fā)出無功功率〕212021/2/24第二十一頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo視在功率、有功功率和無功功率：222021/2/24第二十二頁，共48頁。控制和保護大功率逆變器的控制部分—跟蹤電池板跟蹤電池板〔MPPT:最大功率跟蹤〕使逆變器始終工作在太陽能電池板陣列的最大輸出功率點〔附近〕，以充分發(fā)揮電池板潛力。232021/2/24第二十三頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo大功率逆變器的控制部分要完成的任務(wù)—跟蹤電池板跟蹤電池板〔MPPT:最大功率跟蹤〕薄膜電池板與晶硅電池板242021/2/24第二十四頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo大功率逆變器的控制部分—跟蹤電網(wǎng)跟蹤電網(wǎng)〔軟件鎖相環(huán)技術(shù)〔PLL〕〕2:50252021/2/24第二十五頁，共48頁。控制和保護大功率逆變器的控制部分要完成的任務(wù)—直流到交流的轉(zhuǎn)換直流到交流的變換原理

單相逆變原理

三相逆變原理

262021/2/24第二十六頁，共48頁。控制和保護單相逆變原理：272021/2/24第二十七頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo三相逆變原理〔SPWM〕采樣控制理論：沖量〔面積〕相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性環(huán)節(jié)上時，其效果根本一樣。282021/2/24第二十八頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo逆變算法SVPWM：將三相電量用一個空間矢量表示

用根本電壓空間矢量構(gòu)成空間矢量組292021/2/24第二十九頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo逆變算法

SVPWM：

302021/2/24第三十頁，共48頁。控制和保護軟件控制思想：

3:10312021/2/24第三十一頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo大功率逆變器的控制部分要完成的任務(wù)—保護保護直流側(cè)：直流過壓交流側(cè)：交流過壓、欠壓、過頻、欠頻；過流，過載，短路。反孤島保護低電壓穿越絕緣監(jiān)測322021/2/24第三十二頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo大功率逆變器的控制部分要完成的任務(wù)—保護低電壓穿越332021/2/24第三十三頁，共48頁。電能質(zhì)量逆變器在運行時不應(yīng)造成電網(wǎng)電壓波形過度畸變和注入電網(wǎng)過度的諧波電流，以確保對連接到電網(wǎng)的其他設(shè)備不造成不利影響各次諧波含量的允許值

342021/2/24第三十四頁，共48頁。電能質(zhì)量逆變器在運行時不應(yīng)造成電網(wǎng)電壓波形過度畸變和注入電網(wǎng)過度的諧波電流，以確保對連接到電網(wǎng)的其他設(shè)備不造成不利影響各次諧波含量的允許值

352021/2/24第三十五頁，共48頁。電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：逆變器額定功率運行時，注入電流諧波總畸變率限值不大于5%iTHD≤5%〔輸出波形輸出電流1125A時的仿真效果〕

362021/2/24第三十六頁，共48頁。電能質(zhì)量總電流諧波畸變率THD=1.08%〔滿功率時〕

372021/2/24第三十七頁，共48頁。電能質(zhì)量總電流諧波畸變率THD=4.55%〔四分之一功率時〕

382021/2/24第三十八頁，共48頁。機柜采用四柜體構(gòu)造直流柜逆變柜控制柜交流輸出柜1234

392021/2/24第三十九頁，共48頁。機柜采用四柜體構(gòu)造直流柜逆變柜控制柜交流輸出柜1234402021/2/24第四十頁，共48頁。機柜柜體一般形式為長方體，擁有12條棱來支撐起柜體。將鋼材在折彎機器上折彎九次。形成如以下圖中的型材，被稱為九折彎型材。而用九折彎型材做12條棱的柜子，稱之為九折彎柜。如今也有廠家使用16折彎的型材，承重性能更好一些。

412021/2/24第四十一頁，共48頁。同行業(yè)其他品牌機柜SMASUNNYCENTRAL500HE:寬×高×深

=2800×2160×850重:1900kg防護等級：IP20輸出電壓：270V合肥陽光:SG500KTL寬×高×深

=2800×2160×850重:2288kg防護等級：IP20輸出電壓：270V422021/2/24第四十二頁，共48頁。同行業(yè)其他品牌機柜〔500kW〕

安徽頤和特變電工中國南車深圳科士達許繼中科電十四所3:15432021/2/24第四十三頁，共48頁。大功率逆變器(500kW)主要硬件本錢構(gòu)成整機硬件本錢構(gòu)成

442021/2/24第四十四頁，共48頁。認證小功率機型的認證繁多，不同國家或地區(qū)都有各自的認證要求。國內(nèi)要求必須過“金太陽〞認證；國外的認證如德國TüV、VDE-AR-N4105、CE，意大利Enel-GUIDA，西班牙ROYALDECREE1663/2000，英國G83、G59，澳洲AS4777，美洲UL-1741等。大功率機型的主要認證國內(nèi)必過的認證有“金太陽〞認證和低電壓穿越試驗通過報告；有的廠家為了出口或用戶的需要，也做德國