并网光伏电站设计—逆变器

1、并网光伏电站设计 逆变器光伏并网逆变系统的设计光伏并网逆变系统的设计一、光伏并网逆变器的类型二、光伏并网逆变器的功能三、光伏并网逆变器电路结构框图四、阳光电源公司SG500MX的交流参数五、逆变器选型六、汇流箱一、光伏并网逆变器的类型1、集中式逆变器（电站型逆变器）2、组串型逆变器3、微型逆变器1、集中式逆变器（电站型逆变器）（1）特点：集中式逆变器的优点是输出功率大，可以达到兆瓦级，价格较便宜（0.3-0.4元/W），单位发电量成本低（2）用途：主要用兆瓦数及以上规模的光伏电站。（3）缺点：a、同一阵列中光伏器件不仅受串联模块特性的相互影响，也受并联模块之间特性的相互影响，因此会影响光伏器件

2、的输出功率。该逆变器对光伏器件的利用率低于其它类型；b、光伏阵列中某一个组件被阴影遮挡时，该组件不仅不能输出功率，还会成为系统的负载，引起该组件的发热。2、组串型逆变器（1）特点：每个光伏组串通一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。对光伏组件串的利用率高一些。（2）用途：主要用于家庭和某些单位建设的小型并网电站。缺点：由于功率较小，一般从1kW-30kW，现在阳光电源公司已有60kW的组串型逆变器，相对成本较高，售价也较高，一般每W1.5-1元之间。3、微型逆变器功率很小的逆变器，该逆变器直接与光伏组件相连接。（1）特点：a、每个逆变器与一块光伏组件组成一个并网发电单元，

3、保证每个组件均运行在最大功率点，具有很强的抗局部阴影的能力；b、将逆变器与光伏组件集成，可以实现模块化设计，可以即插即用，系统扩展方便；c、逆变器基本不独立占用安装空间，分布式安装便于配置，适应不同安装方向和角度的应用；d、系统冗余度高，可靠性高，单个模块失效不会对系统造成影响；e、可以应用于BIPV系统，完全适应建筑集成光伏并网发电系统的需求，使光伏发电与建筑有机的结合在一起，实现BIPV系统发电效率的最大化；f、简化系统结构。（2）用途：目前主要用于小型光伏电站。（3）缺点：价格较高（3-4元/W）。目前实践上应用较少。二、光伏并网逆变器的功能1、自动运行和停机功能2、最大功率跟踪（MPP

4、T）控制功能3、低电压穿越功能（LVRT）4、孤岛监测保护功能1、自动运行和停机功能（1）自动运行。早晨日出后，太阳辐照度逐渐增强，光伏电池的输出也随之增大，当达到逆变器所需的直流功率时，逆变器即自动开始运行；（2）运行。逆变器运行后，时时刻刻监视光伏电池阵列的输出，只要光伏电池阵列的输出功率大于逆变器工作所需的功率，逆变器就持续运行，直至日落时，光伏电池阵列的输出功率小于逆变器工作所需的直流功率时，逆变器就停止工作。阴雨天也是如此。（3）停机。当光伏电池阵列输出功率减小，逆变器输出功率接近于零时，逆变器便进入待机状态。2、最大功率跟踪（MPPT）控制功能（1）最大功率最佳工作点。光伏电池阵列

5、的输出是随太阳辐射强度和光伏组件自身温度而变化的，光伏电池输出电压和电流呈非线性关系变化，其输出功率也随之改变。（2）最大功率跟踪控制。太阳辐射强度是变化的，最佳工作点也是在变化的。相当于太阳辐射强度的变化，始终让光伏电池组件的工作点处于最大功率点，逆变系统始终从光伏电池组件获取最大功率输出，即为最大功率跟踪控制。3、低电压穿越功能（LVRT）（1）低电压穿越功能当电网电压由于故障而发生跌落，按照常规，并网逆变器应该脱离电网，而这可能反过来加重故障的程度，有可能引起电网崩溃，导致大面积停电。因而国家能源局、国家电网公司要求，当电网电压跌落至正常值的20%，甚至为零时，还能保持在网运行。逆变器的

6、这种功能就称为低电压穿越功能。国家电网公司要求，光伏发电的光伏逆变器必须具备低电压穿越功能，以确保电网的稳定运行，否则不能并网。（一般20kW以下的逆变器不具备此功能）（2）低电穿越时间应根据保护和重合闸动作时间确定。当电压跌落到0时，要保持并网的时间为0.15s；当电压跌落到0.2UN时，要保持并网的时间为0.625s；当电压跌落到0.9 UN时，要保持并网的时间为2.0s。（3）解决低压穿越的方法a、用储能设备电网未发生故障时，电网给超级电容器充电，当电网发生故障时，超级电容器放电给并网点注入能量，提供并网点的支撑电压，可以继续使光伏设备并网工作正常运行；b、用无功补偿设备电网侧发生瞬时故

7、障时，光伏电站本身不能提供瞬间的电压支撑，容性动态无功补偿装置可释放无功能量，显著提供光伏电站各母线电压，增强光伏电站低电压穿越能力。4、孤岛监测保护功能3、低电压穿越功能（LVRT）4、孤岛监测保护功能由于光伏发电系统和电网并联工作，因此光伏发电系统需能及时监测出电网故障并切断与电网的连接。如果不能及时发现电网停电故障，就会出现光伏发电系统仍向局部电网供电的情况，从而使局部电网仍处于供电状态，造成设备损坏和人员伤亡。三、光伏并网逆变器电路结构框图四、阳光电源公司SG500MX的交流参数1、额定输出功率 500kW2、最大输出视在功率 550kVA3、最大输出电流 1008A4、总电流波形畸变

8、率 3%（额定功率时）5、额定输出电压 315V6、输出电压范围 252-362Vac7、额定电网频率 50Hz/60Hz8、电网频率范围 47-52Hz/57-62Hz9、功率因数 0.9超前-0.9滞后10、隔离变压器 无变压器11、直流分量 3000m降额使用）排风需求量 4500m3/h显示 彩色触摸屏通讯 RS485/Modbus，以太网五、逆变器选型1、选型要点2、选择逆变器类型3、逆变器功率的选择1、选型要点（1）逆变效率：越高越好。（2）MPPT的电压范围：前面已讲过，要与光伏方阵的电压、电流相配合。（3）MPPT跟踪的组数：如果光伏方阵朝向不一致，那么同一时刻的光伏方阵的电压

9、、电流也不相同，最大功率点也不一致，所以应选择2组MPPT或多组MPPT的逆变器，以利于跟踪不同的光伏方阵的最大功率点。（4）最大直流电压：要与光伏方阵组串的电压相适应。（5）海拔高度：一般3000m以下，3000m以上要降容使用。（6）工作温度例：一般逆变器的最大直流输入功率比额定直流功率大10%左右，如500kW的逆变器可允许电池阵列的功率为560kW。2、选择逆变器类型（1）大型电站（100kW以上的）一般选择集中型逆变器；（2）家庭电站或某些单位的小型电站一般选用组串型逆变器；（3）微型逆变器由于价格较高，目前国内很少使用。3、逆变器功率的选择要与光伏方阵的设计容量相匹配，差距不要太大

10、。六、汇流箱汇流箱是将光伏组串连接，实现光伏组串间并联的装置，并将必要的保护器件安装在此装置内。1、作用对于大型光伏并网系统，为了减少光伏组件与逆变器之间的连线，方便维护，提高可靠性。2、组成3、特点（1）满足室外安装要求；（2）可接入多路光伏组件串（8路、12路、16路），每一路配有熔断器；（3）配有光伏专用的直流电涌保护器（防雷器），正极和负极都具备防雷功能；（4）采用正、负极分别串联的四级断路器，提高直流耐压值；（5）对输入光伏阵列进行电流监控、显示及通过RS485接口传输到监控系统。4、保护功能（1）光伏组串的过电流保护，熔断路额定电流Ir1.56Isc；（2）防雷汇流箱输出端应配置直

11、流电涌保护器，正、负极都应具备防雷功能。防雷器参数应满足下列要求：a、最大持续工作电压（Vc）：Vc1.3Vocb、最大放电电流（Imax）：Imax（8/20s）40kA标称放电电流（In）：In（8/20s）20kAc、电压保护水平（Vp）：汇流箱参数：额定直流电压Vn/V电压保护水平Vp/kVVn601.160Vn2501.5250Vn4002.5400Vn6903.0690Vn10004.05、其他功能（1）通信功能，实现远程通信；（2）显示功能，具有显示光伏组串电流；（3）外壳防护等级，IP65，满足室外安装。6、安全（1）绝缘电阻：每条电路对地的绝缘电阻应不小于1000/V。（2）接地要求：接地电路中的任何一点到接地端子之间的电阻不超过0.02。7、