光伏逆變器 技術培訓

光伏逆變器技術培訓

典型應用形式并網應用太陽升起，到達并網條件，接觸器閉合聯網，開場發(fā)電22021/2/24第二頁，共48頁。

典型應用形式應用現場

2:1032021/2/24第三頁，共48頁。逆變器主要構成部分主要參數、系統(tǒng)構成和主回路拓撲直流輸入部分逆變部分〔IGBT模塊和驅動器〕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主要參數指標最大直流功率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)冷卻方式：風冷52021/2/24第五頁，共48頁。系統(tǒng)構成逆變器電路系統(tǒng)圖

62021/2/24第六頁，共48頁。主拓撲電路〔電路構造〕逆變器主電路構造圖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驅動器：2ED300C17-S(T)輔助板：2ED300E17-SFO，MAE30012

并聯方案112021/2/24第十一頁，共48頁。裝配之后的IGBT模塊

各個廠家構成模塊的形式各異，但本質一樣。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122021/2/24第十二頁，共48頁。各種形式的IGBT逆變橋模塊

并聯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。輸出并網變壓器逆變器本身不帶變壓器，根據現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成1MW并網方案：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〕開關量采集和輸出〔熔斷器、接觸器、風機等狀態(tài)和控制〕IGBT驅動、保護通道電池板絕緣檢測、漏電檢測〔交流側、直流側〕狀態(tài)顯示按鈕〔狀態(tài)顯示、鑰匙開關、急?！?/p>

嵌入式控制板CUP〔單DSP或雙DSP系統(tǒng)〕，應用中TI的TMS320F2812/28335居多。外圍功能電路：模擬和開關信號處理；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電源UPS電源〔或電容儲能供電〕現場的交流電源取電方式182021/2/24第十八頁，共48頁。散熱和風機額定功率下〔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，風機等〕約1.4KW柜內總熱功耗：約7.5KW〔環(huán)境溫度升高時，總功耗也增加〕高原應用中，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，利用現成的標準齒片壓合，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：跟蹤電池板〔MPPT:最大功率跟蹤〕充分發(fā)揮電池板的發(fā)電潛力跟蹤電網保證輸出電流和頻率保持和電網同步直流電到交流電的轉換轉換的同時，調節(jié)輸出功率的大小〔或根據電網需要發(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。控制和保護大功率逆變器的控制部分要完成的任務—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。控制和保護大功率逆變器的控制部分—跟蹤電網跟蹤電網〔軟件鎖相環(huán)技術〔PLL〕〕2:50252021/2/24第二十五頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo大功率逆變器的控制部分要完成的任務—直流到交流的轉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?？刂坪捅Ｗo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成空間矢量組292021/2/24第二十九頁，共48頁。控制和保護逆變算法

SVPWM：

302021/2/24第三十頁，共48頁?？刂坪捅Ｗo軟件控制思想：

3:10312021/2/24第三十一頁，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—保護保護直流側：直流過壓交流側：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—保護低電壓穿越332021/2/24第三十三頁，共48頁。電能質量逆變器在運行時不應造成電網電壓波形過度畸變和注入電網過度的諧波電流，以確保對連接到電網的其他設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。電能質量逆變器在運行時不應造成電網電壓波形過度畸變和注入電網過度的諧波電流，以確保對連接到電網的其他設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。電能質量標準：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)主要硬件本錢構成整機硬件本錢構成

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