太阳能光伏发电之逆变电路原理培训PPT学习教案

1、会计学1太阳能光伏发电之逆变电路原理培训太阳能光伏发电之逆变电路原理培训1 逆变概念逆变概念第2页/共43页直流电源如蓄电池、干电池和太阳能电池逆变电路交流负载供电1 逆变电路的作用逆变电路的作用第3页/共43页1 逆变技术的应用场合逆变技术的应用场合第4页/共43页1 光伏系统逆变技术的应用场合光伏系统逆变技术的应用场合第5页/共43页1 逆变器的分类逆变器的分类第6页/共43页1 逆变器的分类逆变器的分类第7页/共43页电路优点优点缺点缺点功率范围功率范围正正激激电路较简单，成本低，可靠性高，驱动电路简单变压器单向激磁，利用率低几百W几kW反反激激电路非常简单，成本很低，可靠性高，驱动电路

2、简单难以达到较大的功率，变压器单向激磁，利用率低几W几十W全全桥桥变压器双向励磁，容易达到大功率结构复杂，成本高，有直通问题，可靠性低，需要复杂的多组隔离驱动电路几百W几百kW半半桥桥变压器双向励磁，没有变压器偏磁问题，开关较少，成本低有直通问题，可靠性低，需要复杂的隔离驱动电路几百W几kW推推挽挽变压器双向励磁，变压器一次侧电流回路中只有一个开关，通态损耗较小，驱动简单有偏磁问题几百W几kW5）按电路结构分类：单端式、推挽式、半桥式、全桥式1 逆变器的分类逆变器的分类第8页/共43页1 逆变器的分类逆变器的分类第9页/共43页交流滤波电感交流滤波电感交流滤交流滤波电容波电容负载负载输入直流电

3、压输入直流电压功率开关器件功率开关器件直流平波电容直流平波电容工频隔离变压器工频隔离变压器1 单相全桥逆变电路单相全桥逆变电路第10页/共43页1 单相全桥逆变电路单相全桥逆变电路第11页/共43页1 单相全桥逆变电路单相全桥逆变电路第12页/共43页T0T/2T/ 2 T1T 1 TT T2T1T2系统在一个开关周期状态下的电压电流分析：1 单相全桥逆变电路单相全桥逆变电路第13页/共43页1 PWM控制技术控制技术第14页/共43页PWM重要理论基础面积等效原理冲量冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同效果基本相同。冲量冲量窄脉冲的面积效果基本相同效果基本相同环节

4、的输出响应波形基本相同1 PWM控制技术控制技术第15页/共43页如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波Ou tOu tOu t1 PWM控制技术控制技术第16页/共43页-U dU dO tU d1 PWM控制技术控制技术第17页/共43页O-U dU dwt1 PWM控制技术控制技术第18页/共43页双极性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud单极性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud1 PWM控制技术控制技术第19页/共43页0 输出电压控制输出电压控制0 谐波含量（谐波含量（THD）抑制）抑制0 提高系统效率提高系统效率0

5、抗冲击负载能力抗冲击负载能力0 抗三相负载不平衡能力抗三相负载不平衡能力0 系统保护措施系统保护措施第20页/共43页1 输出电压控制：输出电压控制： 离网逆变器为负载提供电源，其输出电压需严格满足负载需求。因此，对逆变器输出电压的控制是离网型控制器的首要功能，主要包括电压有效值和频率控制。通过对SPWM波调制比的实时控制即可保障输出电压稳定在额定值，对载波比控制即可保障输出频率稳定在额定值。第21页/共43页1 谐波含量（谐波含量（THD）抑制）抑制 保障逆变器输出电压在额定负载范围内的谐波含量满足国标要求(= 0.85 l 测试结果测试结果10%负载 PF 0.95 50%负载 PF 0.

6、9870%负载 PF 0.99 100%负载 PF = 11并网功率因数（并网功率因数（PF）控制）控制第31页/共43页阵列输出曲线：输出功率随温度、日照变化而变化1光伏阵列的最大功率跟踪（光伏阵列的最大功率跟踪（MPPT）第32页/共43页1光伏阵列的最大功率跟踪（光伏阵列的最大功率跟踪（MPPT）l扰动观察法第33页/共43页l 增量电导法/()/dP dUd IUdUIUdI dU增量电导法，可以更好的适应天气的快速变化增量电导法，可以更好的适应天气的快速变化1光伏阵列的最大功率跟踪（光伏阵列的最大功率跟踪（MPPT）第34页/共43页l 电流波形畸变可能原因分析 AD采样的偏移和非线

7、性误差 开关死区的影响 驱动电路的窄脉冲抑制作用l 谐波抑制策略谐波抑制策略 采用高等级的传感器和采用高等级的传感器和AD AD ，并对，并对ADAD进行线性校准进行线性校准 基于直接脉冲补偿的开关死区效应抑制策略基于直接脉冲补偿的开关死区效应抑制策略 驱动窄脉冲的合并输出驱动窄脉冲的合并输出1并网电流的波形畸变分析与谐波抑制并网电流的波形畸变分析与谐波抑制第35页/共43页并网电流波形畸变测试结果补偿前：THD=8.95%补偿后：THD=2.85%1并网电流的波形畸变分析与谐波抑制并网电流的波形畸变分析与谐波抑制第36页/共43页并网电流波形畸变测试结果Idc = 0.2AP=29.35kW

8、Ithd 3%PF = 11并网电流的波形畸变分析与谐波抑制并网电流的波形畸变分析与谐波抑制第37页/共43页样机采用：被动电网频率和相位检测样机采用：被动电网频率和相位检测 + + 主动电网频率偏移主动电网频率偏移1反孤岛效应反孤岛效应 防护防护第38页/共43页l 被动式孤岛效应检测被动检测电网电压、频率、相位等信息，根据检测量的突变或异常情况，判断孤岛是否发生； 当逆变器输出与负载匹配时，被动式检测失效。l 主动式孤岛效应检测主动式检测是指对系统的输出并网电流、有功功率、频率或相位加上周期性的扰动，并定时检测电网相应参数是否受到扰动的影响，以此为据判断是否有孤岛效应发生。 采用：被动电网频率和相位检测采用：被动电网频率和相位检测 + + 主动电网频率偏移主动电网频率偏移1反孤岛效应反孤岛效应 防护防护第39页/共43页 反孤岛测试结果（Load = 100% ）电网电压200V/div 逆变电压500V/div 并网电流200A/div测试结果：负载测试结果：负载100%100%匹配，平均断开时间匹配，平均断开时间8 8个周波个周波1反孤岛效应反孤岛效应 防护防护第40页/共43页 逆变器接地是将系统的外壳和避雷器的接地端连接到大地上，保证系统和人身安全。采用单点接地，防止各电路之