光伏逆变器技术及未来发展趋势合肥工业大学能源研究所苏建徽课件

光伏逆变器技术及未来发展趋势光伏逆变器技术及未来发展趋势光伏逆变器技术及未来发展趋势光伏逆变器技术及未来发展趋势一、光伏发电系统结构集中式优点：成本低、可靠性高、系统调度管理方便。缺点：开关频率低、噪音大、电流纹波大、阵列组合效率损失。光伏逆变器技术及未来发展趋势一、光伏发电系统结构集中式特点：阵列组合效率高、故障维修方便、噪音小、生产方便。缺点：占地面积、光伏逆变器技术及未来发展趋势一、光伏发电系统结构集中式光伏逆变器技术及未来发展趋势一、光伏发电系统结构集中式光伏逆变器技术及未来发展趋势一、光伏发电系统结构分布式光伏逆变器技术及未来发展趋势一、光伏发电系统结构也有相关拓扑研究，但不适于光伏发电系统直流串联交流串联光伏逆变器技术及未来发展趋势二、光伏逆变器主电路拓扑光伏逆变器技术及未来发展趋势1、单相光伏逆变器1.1非隔离型单相光伏逆变器特点：电路结构简单、但单极SPWM时，共模电压较高。二、光伏逆变器主电路拓扑H4逆变器光伏逆变器技术及未来发展趋势1、单相光伏逆变器1.1非隔离型单相光伏逆变器拓扑H5逆变器特点：增加一开关T5，没有共模电压，提高系统效率。二、光伏逆变器主电路拓扑光伏逆变器技术及未来发展趋势1、单相光伏逆变器1.1非隔离型单相光伏逆变器H6逆变器特点：减小共模电压。二、光伏逆变器主电路拓扑光伏逆变器技术及未来发展趋势1、单相光伏逆变器1.1非隔离型单相光伏逆变器BOOST逆变电路二、光伏逆变器主电路拓扑双模式BOOST逆变电路特点：高压输入时，提高效率。特点：增加光伏阵列电压范围。光伏逆变器技术及未来发展趋势1、单相光伏逆变器1.1非隔离型单相(三相)光伏逆变器二、光伏逆变器主电路拓扑带共模电流抑制方法光伏逆变器技术及未来发展趋势1、单相光伏逆变器1.2隔离型单相光伏逆变器图1带工频变压器拓扑特点：结构简单、电气隔离、体积较大、可靠性高。二、光伏逆变器主电路拓扑光伏逆变器技术及未来发展趋势1、单相光伏逆变器1.2微型光伏逆变器二、光伏逆变器主电路拓扑交错反激式结构光伏逆变器技术及未来发展趋势2、三相光伏逆变器2.1两电平三相光伏逆变器三相光伏逆变电路二、光伏逆变器主电路拓扑光伏逆变器技术及未来发展趋势2、三相光伏逆变器2.2三电平三相光伏逆变器NPC三电平拓扑Conergy三电平拓扑RB-IGBTConergy三电平拓扑二、光伏逆变器主电路拓扑光伏逆变器技术及未来发展趋势三、光伏逆变器主要技术光伏逆变器技术及未来发展趋势三、光伏逆变器主要技术1、电流波形控制abc静止坐标PI控制dq旋转坐标PI控制滤波电路的设计，LCL等。PR控制重复控制注意事项：1）线路噪声对各变量采样精度影响。2）电感非线性、抗共模电路、PWM死区等对电流控制效果的影响。光伏逆变器技术及未来发展趋势三、光伏逆变器主要技术3、并网群控技术多机群控技术，实现多台容量较小的并网逆变器的并联运行；特点：不同的日照强度下，由主控系统发出统一指令，启动不同数量的并网逆变器进行控制，可以实现系统的发电效率最优。多机并联的方式各光伏阵列输入独立，各逆变器输出并联挂网。

优点：逆变器控制较为简单，与单机控制相比无区别

缺点：没有实现阵列和系统的最大效率利用。各光伏阵列的直流输出并联为总输入，各并网逆变器输出并联挂网。

优点：以最佳发电效率为目标的优化控制，含有多种控制拓扑结构。

缺点：逆变器的控制较为复杂。组合效率损失，MPPT综合效率可能低。光伏逆变器技术及未来发展趋势三、光伏逆变器主要技术4、最大功率跟踪控制恒定电压控制法（CVT）扰动观察法（P&O）电导增量法（IncCond）1）MPPT的追踪速度与精度的矛盾，如何解决？2）动静态MPPT效率，如何评价？光伏逆变器技术及未来发展趋势三、光伏逆变器主要技术5、孤岛识别被动式检测：电网阻抗特征变化、并网电压电流关系特征等。主动式检测：无功扰动、主动频率偏移等。技术难点：分布式并网发电系统的孤岛识别光伏逆变器技术及未来发展趋势三、光伏逆变器主要技术6、系统的各种保护措施过/欠压保护过/欠频保护恢复并网保护过流保护防反放电保护极性反接保护过载保护低电压穿越：零电压穿越时的无功电流控制光伏逆变器技术及未来发展趋势三、光伏逆变器主要技术7、电磁兼容(EMC)技术电网对逆变器干扰电压闪变，电气噪声，浪涌、高频分量等。逆变器对于电网干扰电流谐波，电压波动、电压闪变、无功功率、电网阻抗、干扰叠加等。逆变器对于其他用电设备干扰传导干扰，空间辐射干扰等。光伏逆变器技术及未来发展趋势三、光伏逆变器主要技术7、电磁兼容(EMC)技术应对电磁兼容问题:隔离变压器EMI滤波器控制算法拓扑结构正确良好接地光伏逆变器技术及未来发展趋势四、光伏逆变器技术发展趋势逆变器拓扑：1、趋向于采用三电平结构，模块化并联。2、广泛采用新型半导体功率器件，提高效率，简化结构。3、微型光伏并网逆变器在谐振软开关、电路拓扑方面有进一步发展，并提高效率。4、高频隔离型并网结构可能会受到关注。光伏发电系统结构：1、集中型单机大功率与组串型多机组合并存。2、微型并网逆变器在国内分布式发电系统中逐步受到欢迎并占有一定比例。1、高密度分布式发电可能存在的谐振和谐波叠加。2、分布式发电系统各节点孤岛的识别。（虽然为小概率事件）3