2021光伏逆变器原理与应用教程

2021光伏逆变器及并网光伏发电技术第一讲:逆变器的基本原理第二讲:光伏并网逆变器原理第三讲:大型光伏并网电站的关键技术第四讲:MW级光伏电站和大型并网逆变器技术第五讲:光伏并网逆变电源电能质量分析及产品维修第六讲:太阳能控制器原理功能特点报告目录第一讲:逆变器的基本原理逆变的基本原理正弦波产生原理单相逆变器原理框图三相逆变器原理框图5三相独立运行逆变器原理框图逆变器参数太阳能独立系统原理框图报告内容第一讲:逆变器的基本原理1、逆变电源的基本原理及其分类：通过半导体功率开关的开通和关断作用，将直流电力转换为交流电力的一种电能变换装置，是整流变换的逆过程。第一讲:逆变器的基本原理1.1、逆变器的分类：逆变器及逆变技术按输出波形，主电路拓朴结构、输出相数等方式来分类，有多种逆变器，具体如下：第一讲:逆变器的基本原理1.1、逆变器的分类（续）：第一讲:逆变器的基本原理1.1、逆变器的分类（续）：第一讲:逆变器的基本原理1.2、逆变技术的发展趋势：逆变技术的原理早在1931

年就有人研究过，从1948

年美国西屋电气公司研制出第一台3KHZ

感应加热逆变器至今已有近60年历史了，而晶闸管SCR

的诞生为正弦波逆变器的发展创造了条件，到了20

世纪70

年代，可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（BJT）的问世使得逆变技术得到发展应用。到了20

世纪80年代，功率场效应管（MOSFET）、绝缘栅极晶体管（IGBT）、MOS

控制晶闸管（MCT）以及静电感应功率器件的诞生为逆变器向大容量方向发展奠定了基础，因此电力电子器件的发展为逆变技术高频化，大容量化创造了条件。进入80

年代后，逆变技术从应用低速器件、低开关频率逐渐向采用高速器件，提高开关频率方向发展。逆变器的体积进一步减小，逆变效率进一步提高，正弦波逆变器的品质指标也得到很大提高。第一讲:逆变器的基本原理1.2、逆变技术的发展趋势（续）：另一方面，微电子技术的发展为逆变技术的实用化创造了平台，传统的逆变技术需要通过许多的分立元件或模拟集成电路加以完成，随着逆变技术复杂程度的增加，所需处理的信息量越来越大，而微处理器的诞生正好满足了逆变技术的发展要求，从8位的带有PWM口的微处理器到16位单片机，发展到今天的32位DSP器件，使先进的控制技术如矢量控制技术、多电平变换技术、重复控制、模糊逻辑控制等在逆变领域得到了较好的应用。总之，逆变技术的发展是随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展而发展，进入二十一世纪，逆变技术正向着频率更高、功率更大、效率更高、体积更小的方向发展。第一讲:逆变器的基本原理、逆变器常用的几种拓扑结构：、推挽式逆变电路第一讲:逆变器的基本原理1.3.1、推挽式逆变电路（续）：优点：推挽式方波逆变器的电路拓朴结构简单，两个功率管可共地驱动。缺点：功率管承受开关电压为2

倍的直流电压，因此适合应用于直流母线电压较低的场合。另外，变压器的利用率较低，驱动感性负载困难。第一讲:逆变器的基本原理1.3.2、半桥式逆变电路：第一讲:逆变器的基本原理1.3.2、半桥式逆变电路（续）：

优点：半桥型逆变电路结构简单，由于两只串联电容的作用，不会产生磁偏或直流分量，非常适合后级带动变压器负载。缺点：当该电路工作在工频（50

或者60HZ）时，电容必须选取较大的容量，使电路的成本上升，因此该电路主要用于高频逆变场合。第一讲:逆变器的基本原理1.3.3、全桥式逆变电路：第一讲:逆变器的基本原理1.3.3、全桥式逆变电路（续）—电压电流波形：第一讲:逆变器的基本原理1.3.3、全桥式逆变电路（续）：优点：全桥型逆变电路结构简单，是通常采用的一种电路拓扑结构。缺点：驱动比上述两种拓扑结构稍显复杂。第一讲:逆变器的基本原理2、正弦波产生原理：通常采用基准正弦波与三角波比较的方法产生PWM控制信号。正弦波产生原理第一讲:逆变器的基本原理3、单相逆变器原理框图：将直流电力转换为单相交流电力的一种电能变换装置。单相逆变器原理框图第一讲:逆变器的基本原理4、三相逆变器原理框图：将直流电力转换为三相交流电力的一种电能变换装置。三相逆变器原理框图第一讲:逆变器的基本原理5、三相独立运行逆变器原理框图：将直流电力转换为三相独立的交流电力的一种电能变换装置。三相独立运行逆变器原理框图第一讲:逆变器的基本原理6、逆变器参数：以逆变器SN22030KS为例说明。逆变器参数第一讲:逆变器的基本原理7、太阳能独立系统原理框图：将光伏阵列产生的直流电力转换为交流电力的一种电能变换装置。太阳能独立系统原理框图—拓扑1风光互补独立系统原理框图—拓扑2（见下页）第一讲:逆变器的基本原理7、太阳能独立系统原理框图（续）：风光互补独立系统原理框图—拓扑2第三讲:大型光伏电站关键技术及展望大型光伏电站概述大型光伏并网发电的关键技术及发展趋势光伏并网逆变器的市场及产业合肥阳光电源公司相关产品及业绩报告内容：大型光伏并网发电系统的应用越来越广泛2008年，世界光伏电池产量6.9GWp。其中大于600KWp以上的电站总和大约2GWp。目前，最大的光伏并网电站，安装于西班牙的Olmedilla，(Castila

La

Mancha)

。装机容量为60MWp。安装时间为2008年。1

大型光伏电站概述1

大型光伏电站概述中国适合发展大型光伏电站：MW级光伏电站的大力推广，将有效降低太阳电池的成本和价格。MW级光伏电站在世界上已经有许多案例，均是比较成功的。我国的若干大城市和西部地区也在积极探讨和尝试实施大型并网光伏系统。国家法律和政策的大力支持。中国城市现状西部北部丰富的日照和土地资源/en/top50pv.php

世界前50大PV电站太阳电池大型并网逆变器电网接入系统（升压变压器、交流断路器、计量设备等）太阳电池方阵支架（固定或自动跟踪）方阵汇流箱交、直流配电系统交直流电缆监测、计量、数采设备（气象监测、数据采集及传输等）其它硬件设备1

大型光伏电站概述2

大型光伏电站的关键技术及趋势组件的高压绝缘技术转换效率可靠性（保护配置方式和种类）输出电流总谐波电磁兼容技术（电磁干扰，防雷，接地，浪涌,漏电等）最大功率点跟踪方式电网锁相技术孤岛效应检测技术并网电路拓扑结构并网系统的群控、监控及调度技术大规模应用的技术发展方向2.1

组件的高压绝缘技术光伏并网逆变器中常用的效率概念：最大效率

ηmax

：

逆变器所能达到的最大效率欧洲效率

ηeuro

：

按照在不同功率点效率根据加权公式计算加州效率ηcec

：

考虑直流电压对效率的影响，再次平均MPPT效率ηmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度目前，先进水平：

ηmax>

96.5%

ηeuro>96%2.2

转换效率如何提高效率：拓扑结构

（boost，单级，

三电平）器件：

功率器件，变压器，电抗主功率器件开关频率控制算法，调制方式，死区其他细节：

辅助开关电源，风扇，散热器等2.2

转换效率SG100K3（新品）

的效率：最大效率

ηmax

：

96.8%欧洲效率

ηeuro

：

96.1%（

在研新品ηmax

：

97.1%

ηeuro

：

96.4%）SG250K3的效率：最大效率

ηmax

：

96.5%欧洲效率

ηeuro

：

95.4%SG500KTL的效率：最大效率

ηmax

：

98.5%欧洲效率

ηeuro

：

98.3%2.2

转换效率保护类型：电网电压过欠压电网电压过欠频交流短路保护孤岛效应保护逆变器过热保护直流极性反接保护直流过压保护逆变器过载保护逆变器对地漏电保护2.3

可靠性（保护配置方式和种类）SG100K3:

SG250K3:

SG500KTL:<3%

在额定负载时<3%

在额定负载时<3%

在额定负载时2.4

输出电流总谐波输出电流谐波抑制方法：1.

拓扑结构选择：

L-C

，L-C-L采样精度电感和电容参数的设计控制算法，PWM驱动方式4.5.

运算精度目前国际标准要求<5%，但许多用户要求<3%2.4

输出电流总谐波新的研究方向：如何抑制低功率时的电流谐波？如何抑制多台逆变器同时并网时电流谐波的叠加问题？如何在电网电压谐波大时，仍旧保证低电流谐波？在弱网环境下，如何保证电流谐波？2.5

电磁兼容技术1.

电磁干扰电网对逆变器产生的干扰：电压涨跌，频率漂移，电气噪声，浪涌等。要求逆变器不能损坏。逆变器对于电网产生的干扰：

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。必须符合相关标准。逆变器对于其他电器的干扰：

传导干扰，空间辐射干扰等。必须符合相关标准。2.5

电磁兼容技术1.

电磁干扰对策：隔离变压器EMI滤波器控制算法拓扑结构2.5

电磁兼容技术防雷和接地目前没有颁布明确的相关设计标准可以参考的标准：《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994(2000)交流电气装置的接地 DL/

T

621

1997IEC

60364-7-712-2002IEC

61557-4-2007SJ/T

11127-1997光伏（PV）发电系统过电压保护－－导则2.5

电磁兼容技术2.

防雷和接地

支架等电位连接太阳电池边框接地接地电阻的设计

（直流和交流）接闪器的设计和布置（滚球法等）低压电网和高压电网防雷和接地参考成熟设计典型的直流和交流防雷

，采用凯文接线2.5

电磁兼容技术2.

防雷和接地大型光伏电池方阵的防雷2.5

电磁兼容技术2.

防雷和接地I

mVmI

scPm电流功率P(W

)光伏电池在不同的日照和温度条件下，具有不同的MPP

I(A)0

00.511.522.533.551015204250U(V

)Voc

102030405060太阳电池阵列的P-V特性不同温度下的P-V特性曲线不同日照量下的I-V和P-V特性曲线2.6

最大功率点跟踪（MPPT）1.

光伏系统中MPPT跟踪算法MPPT的跟踪要求：快速性准确性稳定性特别是在弱光和多云的天气下，MPPT算法的优劣十分重要2.6

最大功率点跟踪（MPPT）MPPT核心控制思想是通过直流电压的扰动，判断直流功率的变化，从而搜索到最大功率点。常用MPPT算法:干扰观测法

（爬山法）

P&O增量电导法

（di/dV＝－I/V）其他一些方法：

模糊控制，神经网络，自适应算法等2.6

最大功率点跟踪（MPPT）试验和测试手段：在正常工作条件下测试MPPT算法将十分耗时，同时很难比对。最佳的方法是使用光伏阵列模拟器对于太阳能阵列模拟器要求：能够方便设定光伏阵列的串并联数可真实模拟单晶硅，多晶硅和非晶硅的U-I曲线最好具有短路特性。即真正为电流源特性功率容量需要达到100KW左右。2.6最大功率点跟踪（MPPT）2.7电网锁相技术常用方法：使用电压比较器和施密特触发器进行整形，得到和电网电压完全同频同相的方波。使用DSP芯片的CAPTURE口进行捕获。软件中侦测到电网频率和相位。调整并网电流的频率和相位，从而使得并网电流和电网电压同频，相位差180°。发展方向：使用更精确的锁相电路如何克服在大功率并网时，电网电压采样电路的波动影响2.7电网锁相技术所谓孤岛效应是指当电网的部分线路因故障或维修而停电时，停电线路由所连的并网发电装置继续供电，并连同周围负载构成一个自给供电的孤岛的现象。孤岛效应的定义：孤岛效应发生的机理光伏并网发电系统的功率流图2.8

孤岛效应检测技术2.8

孤岛效应检测技术逆变器中同时具有两种软件解决方案被动检测：

电网电压的幅值、频率和相位。当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电。主动式检测：指对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电，其中一种方法就是通过在并网电流中注入很小的失真电流。通过测量逆变器输出的电流的相位和频率，采用正反馈的方案，加大注入量。从而在电网失电时，能够很快地检测出异常值。ENS模块德国VDE126-1-1

要求并网逆变器系统中必须有独立的检测电网断电的模块。一般常用的方法是主动测量电网的阻抗。当电网的阻抗发生突变或变得比较大时，则认为发生了孤岛。当然，电压和频率的变化和超出范围也是重要依据。具有独立性，使用功率范围宽2.8

孤岛效应检测技术采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器1

常见大功率并网逆变器的系统结构2.9

拓扑结构低压输出接中压变压器方案2.9

拓扑结构1

常用大功率并网逆变器的系统结构多个功率模块并联2.9

拓扑结构1

常见大功率并网逆变器的系统结构主电路采用三电平方案1

常见大功率并网逆变器的系统结构2.9

拓扑结构2

未来发展方向多重叠加技术10MW

系统2.9

拓扑结构优化直流母线电压、升压变压器配置和变比，避免重复升压，提高系统效率优先考虑当地用电负荷，避免过多电能的远距离传送2

未来发展方向共用变压器逆变技术2.9

拓扑结构2

未来发展方向轻型直流输电2.9

拓扑结构2

未来发展方向多重叠加技术2.9

拓扑结构2.10

群控、监控及调度技术1、并网逆变器的启动和停止控制

——“早出晚归”小型电站，逆变器自己运算解决大型电站，加装日照控制、群体控制解决2、并网逆变器轻载时的效率问题按需要逆变器逐个并联投运按光伏阵列并联支路分配逆变器2.10

群控、监控及调度技术3、并网逆变器的信息交流技术计量认定、认证通讯技术

RS232RS485

CANInternet

GPRS4、电网调度技术正常电网时的限功率运行电网检修时的停机（计划性）电网故障时的急停（随机性）弱网时的调度策略提供自动无功功率补偿提供LVRT

，低电压穿越逆变器将来的发展方向：MTFF

（mean

time

to

first

failure）

首次故障时间目前为5年左右，需要延长至十年。对于将来光伏并网逆变器要求：高效率，高可靠性，长寿命，更低成本使用膜电容，电解电容的寿命有限2.11技术发展方向•IGCT

器件，

SIC器件，PEBB（电力电子积木）IEGT：电子注入增强栅晶体管逆变器将来的发展方向：新的控制算法，更快，更强的数字信号处理器

（如DSP或ARM）更好的电力电子模块，目前

1200V3600A

IGBT单管2.11技术发展方向逆变器将来的发展方向：2.11技术发展方向多用途逆变技术——

夜间无功补偿功能（SVC）——

电网失电后的应急供电功能（EPS）——

动态电压支撑功能——

数字化电网的一部分

（DPS）——

智能电网的一部分

（smart

grid）2.11

技术发展方向对于电网的挑战风电和光伏发电的特点：波动性、不可控性大型风场和荒漠电站：通常接入输电网，地点远离负荷中心，接入的区域电网结构比较薄弱，大量光伏和风力功率的注入会影响电网安全稳定运行，故对电网规划、运行带来新的挑战小型分布式发电系统：传统配电网中潮流辐射式分布和传输，节点调压能力有限，故将影响配电网的潮流方向、电压特性以及电能质量等，为配电网设计和运行带来新的挑战积极应对？

还是

消极抵制？3

光伏并网逆变器的市场及产业SMAIngeteamKACOConergySATCONFroniusREFUXantrexSiemens4035302520151050SMAIngeteamKacoFroniusSolarmaxXantrexSiemensothers3光伏并网逆变器的市场及产业2008年市场份额IEEE929-2000

Recommended

practice

for

Utility

Interface

of

PV

system.UL1741-2005

Standard

for

Static

Inverters

and

Charge

Controllers

for

Use

in

PV

Power

SystemsIEC60304

Electrical

Installations

of

building.

IEC61000

EMC

standards.IEC61727-2004

Photovoltaic

system-characteristics

of

the

utility

interface.AS

4777.1

Part

1：Installation

requirements

AS

4777.2

Part

2：Inverter

requirementsAS

4777.3

Part

3：Grid

protection

requirements••••••IEEE1547-2003

IEEE

Standard

for

interconnecting

distributed

resources

with

electric

power

systemsIEEE1547.1-2005

IEEE

Standard

conformance

test

procedures

for

equipment

interconnecting

distributed

resources

with

electric

power

systems逆变器常用国际标准3

光伏并网逆变器的市场及产业GB/T

XXXX

光伏并网逆变器

（由阳光电源负责起草）光伏系统并网技术要求光伏系统电网接口特性光伏发电站接入电力系统技术规定家用太阳能光伏电源系统技术要求和试验方法光伏系统并网性能测试方法•GB/T

19939-2005GB/T

20046-2006GB/Z

19964-2005GB/T

19064-2003••GB/T

XXXXGB/T

XXXX光伏系统并网安全要求3

光伏并网逆变器的市场及产业逆变器常用国家标准我国光伏电源标准化的问题标准的体系问题标准的滞后问题标准的投入、质量问题参与国际标准化活动的语言、水平问题与其他可再生能源发电标准的衔接问题3

光伏并网逆变器的市场及产业第二讲:光伏并网逆变器原理一、常见光伏并网逆变器的拓扑结构二、光伏并网逆变器相关技术要点效率直流输入电压适应范围可靠性（保护配置方式和种类）并网电流谐波逆变控制策略最大功率点跟踪方式锁相技术特点孤岛效应检测技术监控软件和附件三、

阳光电源相关产品介绍四、相关业绩报告内容光伏并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、计量装置及配电系统组成。太阳电池产生直流电能。通过光伏并网逆变器直接将电能转化为与电网同频、同相的正弦波电流，馈入电网。一

常见光伏并网逆变器的拓朴结构直接逆变系统工频隔离系统一

常见光伏并网逆变器的拓朴结构高频隔离系统多DC-DC（MPPT）、单逆变系统高频升压不隔离系统一

常见光伏并网逆变器的拓朴结构1.1

直接逆变系统1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构直接逆变系统的优缺点优点：省去了笨重的工频变压器：高效率（>97%）、重量轻、结构简单。成本低。缺点：太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电网电压，对人身安全不利。直流侧太阳电池MPPT电压需要大于350V。这对于太阳电池组件乃至整个系统的绝缘有较高要求，容易出现漏电现象。1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构1.2

工频隔离系统1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构工频隔离系统的优缺点优点：使用工频变压器进行电压变换和电气隔离，具有以下优点：结构简单、可靠性高、抗冲击性能好、安全性能良好、直流侧MPPT电压等级一般在200V-800V。缺点：(1)系统效率相对较低。(2)笨重。1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构

1.3

高频隔离系统1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构高频隔离系统的优缺点优点：同时具有电气隔离和重量轻的优点，系统效率在93％左右。缺点：由于隔离DC/AC/DC的功率等级一般较小，所以这种拓朴结构集中在5KW以下；高频DC/AC/DC的工作频率较高，一般为几十KHz,或更高，系统的EMC比较难设计；（3)系统的抗冲击性能差。1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构1.4

高频升压不隔离系统1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构高频升压不隔离系统的优缺点优点：和第一种拓朴结构类似，由于省去了笨重的工频变压器，所以可以带来以下优点：高效率、重量轻。同时加入了BOOST电路用于DC/DC直流输入电压的提升，所以太阳电池阵列的直流输入电压范围可以很宽（150V-450V）。这种拓扑结构越来越成为市场的主流。缺点：同样，太阳电池板与电网没有电气隔离，太阳电池板两极有电网电压。使用了高频DC/DC，EMC难度加大。1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构1.5多DC-DC（MPPT）、单逆变系统优点：同高频不隔离系统由于具有多个DC-DC电路，适合多个不同倾斜面阵列接入，即阵列1～n可以具有不同的MPPT电压，十分适合应用于光伏建筑。N一般为2或3。缺点：同高频不隔离系统1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器系统

10-500KW1.6

三相并网逆变器

采用工频变压器的技术方案1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构2005年 全球

1818MW

光伏组件其中并网逆变器市场为60亿人民币1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构1.7、产业情况

全球生产逆变器的著名厂商大约有20家：德国SMA荷兰Mastervolt奥地利Fronius德国conergy德国KACO日本Sharp加拿大Xantrex瑞士Asp西班牙Ingeteam

其它如京瓷、三菱、Satcon、Solarmax、delta、Sunways1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构典型产品介绍：

3KW

—

6KWKACO（直接逆变）SMA（工频隔离）1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构Mastervolt（高频隔离）SHARP（Boost

升压）1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构西门子750KW1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构Satcon

公司500KWXantrex

500KW1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构SMA

1000KW1

常见光伏并网逆变器的拓朴结构2.1

转换效率光伏并网逆变器中常用的效率概念：最大效率

ηmax

：

逆变器所能达到的最大效率欧洲效率

ηeuro

：

按照在不同功率点效率根据加权公式计算加州效率ηcec：

按照不同功率，不同直流电压点效率计算MPPT效率ηmppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度整机效率ηtot：

在某个直流电压下ηeuro

和ηmppt乘积二、光伏并网逆变器相关技术要点二、光伏并网逆变器相关技术要点2.1

转换效率SG100K3的效率：最大效率

ηmax

：

96.27%欧洲效率

ηeuro

：

95.38%SG5K的效率：最大效率

ηmax

：

94.7%欧洲效率

ηeuro

：

94.2%二、光伏并网逆变器相关技术要点2.2直流输入电压范围概念：MPPT工作电压范围：逆变器MPPT的搜索范围直流电压范围：

系统能够工作的最低电压至最高电压最高系统开路电压：

系统能承受的最高直流电压具体设计系统串联数时综合考虑以下几个因素：温度的影响：需要保证在夏天和冬天的MPPT范围效率的影响：尽量考虑逆变器的最优效率工作点导线的损耗：电压越高，损耗越少。2.2直流输入电压范围举例如下：SG100K3:

450V~880V

DC，一般推荐阵列开路电压配置为700V左右。（44V开路电压为16串）SG

5K:

220V~

780V

DC

，一般推荐阵列开路电压配置为530V左右。（44V开路电压为12串）二、光伏并网逆变器相关技术要点2.3

可靠性（保护配置方式和种类）保护类型：电网电压过欠压电网电压过欠频交流短路保护孤岛效应保护逆变器过热保护直流极性反接保护逆变器过载保护逆变器对地漏电保护二、光伏并网逆变器相关技术要点SG100K3:<3%在额定负载时SG5K:<4%在额定负载时2.4

输出正弦波失真度电网对于并网发电系统的谐波要求很高，按照目前光伏并网逆变器的相关国际标准要求：一般在额定功率时，要求并网电流谐波<5%。二、光伏并网逆变器相关技术要点A/D同步PIA/DA/DuTisin

t

Sumi*KiPvdc*vdceCKF

vdcPWM发生器L

eMPPTep电池板太阳能fcidci

ldciK1MPPT环最大功率跟踪直流电压外环直流电压稳压交流电流内环快速跟踪电流限流控制交流电压前馈实现无差拍电流控制

光伏并网逆变器控制系统结构框图2.5

逆变控制策略二、光伏并网逆变器相关技术要点2.6

最大功率点跟踪（MPPT）核心控制思想是通过对直流电压的扰动，判断直流功率的变化，从而搜索到最大功率点。具体的方法：采用精度高于0.1％的电能专用采样芯片二、光伏并网逆变器相关技术要点2.7

锁相技术特点使用电压比较器和施密特触发器进行整形，得到和电网电压完全同频同相的方波。使用DSP芯片的CAPTURE口进行捕获。软件中检测到电网频率和相位。调整并网电流的频率和相位，从而使得并网电流和电网电压同频，相位差180°。二、光伏并网逆变器相关技术要点2.8

孤岛效应检测技术逆变器中同时具有两种软件解决方案被动检测：

电网电压的幅值、频率和相位。当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上，产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电。主动式检测方法：指对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电，其中一种方法就是通过在并网电流中注入很小的失真电流。通过测量逆变器输出的电流的相位和频率，采用正反馈的方案，加大注入量。从而在电网失电时，能够很快地检测出异常值。二、光伏并网逆变器相关技术要点2.9

监控软件和附件二、光伏并网逆变器相关技术要点二、光伏并网逆变器相关技术要点2.9

监控软件和附件工业级监控主机二、光伏并网逆变器相关技术要点2.9

监控软件和附件提供基于Windows

2000和xp的多机版监控软件。通讯协议采用MODBUS协议。可提供包括逆变器在内的整个光伏发电系统的“三遥”

方案。可监控其他站控层设备，实现整个电站的远程监控；中英文界面，操作直观友好。自动翻屏功能，具有良好地展示效果。二、光伏并网逆变器相关技术要点2.9

监控软件和附件远程通讯手段灵活，功能强大GPRSEthernet以太网SMS

短信报警E_mail

数据采集和报警Excel

电子表格报表可免费提供通讯协议，协助客户二次开发二、光伏并网逆变器相关技术要点2.9

监控软件和附件二、光伏并网逆变器相关技术要点2.9监控软件和附件光伏阵列防雷汇流箱

（4～12路）二、光伏并网逆变器相关技术要点2.9监控软件和附件光伏阵列防雷汇流箱

（二）四、光伏并网逆变器业绩第五讲:光伏并网逆变电源的电能质量分析和产品维修1、光伏并网系统电能质量评估需要关注如下几个方面：光伏并网逆变器对电网的影响。电网对光伏并网逆变器的影响。光伏并网逆变器对电力用户的影响。1、光伏并网系统电能质量评估电能质量分析功能包括如下三个方面（1）：

单次电能质量分析功能：对离线测试数据进行任意起始时间点稳态电能质量计算分析，系统运行频率、谐波电压、谐波电流、功率、间谐波的分析功能

。单次电能质量分析流程图1、光伏并网系统电能质量评估电能质量分析功能包括如下三个方面（2）：趋势电能质量事件分析：对离线测试数据全测量过程进行频率事件、孤岛事件、电压暂升暂降事件、电压不平衡事件、谐波电压事件、电流最大值事件、电流不平衡事件、谐波电流事件、有功冲击事件、无功冲击事件的分析功能

。趋势电能质量事件分析流程图1、光伏并网系统电能质量评估电能质量分析功能包括如下三个方面（3）：

趋势电能质量指标分析：对离线测试数据全测量过程进行系统运行频率、谐波电压、谐波电流、功率、间谐波、电压波动与闪变的趋势分析功能

。趋势电能质量指标分析流程图2、产品故障维修并网逆变电源调试维修指南第六讲:光伏发电用控制器原理、功能、特点日期09年07月15日

演讲人：李维华合肥阳光电源离网发电系统构成阳光电源太阳能控制器拓扑中小功率光伏控制器拓扑，分为开路型和短路型：开路型太阳能控制器

阳光电源太阳能控制器拓扑短路型太阳能控制器

阳光电源太阳能控制器分类小功率光伏控制器，分为2个标称电压等级：电压：12V，电流：5A-10A电压：24V，电流：5A-10A

中功率光伏控制器，分为3个标称电压等级：电压：12V，电流：15A-30A电压：24V，电流：15A-30A电压：48V，电流：15A

大功率光伏控制器，分为5个标称电压等级：电压：12V，电流：50A-400A电压：24V，电流：50A-400A电压：48V，电流：30A-400A电压：110V，电流：30A-400A电压：220V，电流：30A-400A

小功率光伏控制器

5A-10A；太阳能电池反接保护：太阳能电池＋－极性接反，纠正后可继续使用；蓄电池开路保护：万一蓄电池开路，若在太阳能电池正常充电时，控制器将限制负载两端电压，以保证负载不被损伤，若在夜间或太阳能电池不充电时，控制器由于自身得不到电力，不会有任何动作过充保护：充电电压高于保护电压时，自动关断对蓄电池充电。此后当电压掉至维持电压时，蓄电池进入浮充状态，当低于恢复电压后浮充关闭，进入均充状态。过充保护恢复点电压和浮充电压均有温度补偿；欠压保护：当蓄电池电压低于保护电压时，控制器自动关闭输出以保护蓄电池不受损坏；过压保护：当电压过高时，自动关闭输出，保护电器不受损坏。过充、过放、过压保护均延时动作，防止误动作。温度补偿功能；多种控制选择功能：普通充放电模式、光开时断模式（路灯用）、光开光断模式

（路灯用）中功率光伏控制器15A-30ALCD显示功能：液晶显示屏通过数字和英文向用户显示系统的重要信息；如电池电压、充电电流和放电电流、工作模式、系统参数、系统状态等；自动/手动/夜间功能：可编程设定负载的控制方式为自动或手动方式。手动式时,负载可手动开启或关闭。此时,夜间功能无效。当选择夜间功能时,控制器在白天关闭负载；检测到夜晚时,延迟一段时间后自动开启负载,定时时间到,又自动地关闭负载。

延迟时间和定时时间可编程设定（路灯用）

；各种保护功能：蓄电池过充、过放、输出过载、过压、温度过高保护功能；温度补偿功能；快速充电功能：电池电压低于一定值时,

快速充电功能自动开始,

控制器将提高电池的充电电压,当电池电压达到理想值时,开始快速充电倒计时程序,定时时间到,退出快速充电状态。因此,能充分地利用太阳能。自动识别功能：首次上电时,

控制器根据蓄电池的端电压自动识别是12V系统还是24V系统；多种工作模式：普通充放电模式、光开时断模式（路灯用）、

光开光断模式（路灯用）大功率光伏控制器（50A-100A）标准4U机柜大功率光伏控制器（150A-200A）标准6U机柜大功率光伏控制器

250A-400A

1200标准机柜大功率光伏控制器立式机箱大功率光伏控制器室内壁挂型大功率光伏控制器

室外壁挂防水型光伏控制器型号命名示例控制器的安装使用方式控制器类型符号表

型号命名规则正接地太阳能控制器原理框图大功率光伏控制器性能特点（1）微电脑芯片控制，充放电各参数点、温度补尝系数可编程任意设定，可适应不同场合的特殊要求。LCD液晶点阵模块显示，中英文操作菜单，用户可切换选择；LED指示灯显示各路光伏充电状态和负载通断状态；9个轻触按键操作；控制电路与主电路完全隔离，极高的抗干扰能力；大功率光伏控制器性能特点（2）1—18路太阳能电池输入控制；实时显示蓄电池电压、负载电流、总光伏电流、每路光伏电流、蓄电池温度、累计光伏发电安时数、累计负载用电安时数等十几个参数；历史数据统计显示：过充电次数、过放电次数、过载次数、短路次数；可编程设定发电机启停电压、次要负载通断电压、风机卸载和恢复电压、路灯光敏切换电压等参数；用户可分别设置蓄电池过充电保护和过放电保护时负载的通断状态；大功率光伏控制器性能特点（3）具有二次下电控制能力，即对主要负载和次要负载在不同蓄电池电压点的下电控制能力；各路充电压检测具有“回差”控制功能，可防止开关进入振荡状态；保护功能：具有蓄电池过充电、过放电、输出过载、短路、浪涌、太阳能电池接反或短路、蓄电池接反、夜间防反充等一系列报警和保护功能；RS232/RS485/

以太网/GPRS接口，便于远程遥信、遥控；PC监控软件可测实时数据、报警信息显示、修改控制参数，读取30天的每天蓄电池最高电压、蓄电池最低电压、每天光伏发电量累计和每天负载用电量累计等历史数据；大功率光伏控制器性能特点（4）告警：过压、欠压、过载、短路、水淹等保护报警；多路无源输出报警或控制接点：蓄电池过充电、蓄电池过放电、柴油机启动控制、负载断开、控制器故障；其它备用报警接点用户可选择，如水淹报警等；工作模式有阶梯式逐级限流模式、PWM工作模式、光开光断模式、光开时断模式、时钟控制模式、光开时断凌晨亮模式，其中前两种模式是针对通用负载场合的，后四种模式是针对路灯负载场合的，所有的延时长度和定时时钟都可以设置；用户可设置参数还包括：均充电压、浮充电压、吸收电压、启动电压、动态稳压系数、静态稳压系数、均充状态时间和吸收状态时间等。参数设置具有密码保护功能且用户可修改密码；不掉电实时时钟功能，显示与设置时钟；防雷:可安装国标额定15KA，最大40KA的防雷模块；温度补偿功能，数字化蓄电池温度传感器；组合灵巧：可单用，也可组成风光互补、控制逆变一体化等机型；大功率光伏控制器性能特点（5）型号技术指标ST1230SD1230ST1250SD1250ST12100SD12100ST12150SD12150ST2450SD2450ST24100SD24100直流额定电压(V)

1224额定光伏电流Ip

(A)305010015050100光伏电池峰值功率(KW)0.360.61.21.81.22.4太阳能电池组数N≤

6≤

6≤6≤

12≤

6≤

6每路太阳能电池电流Ib(A)Ib=Ip/N风力发电机直流电压等级(V

)1224允许风力发电机功率(

KW

)根据用户需要控制器自耗电流(A)0.1环境温度－20℃～＋50℃电压降落太阳能电池与蓄电池之间(V)0.7蓄电池与负载之间(V)0.05机械尺寸深×宽×高(

mm)

4U

6U

4U

保护功能夜间防反充电保护、蓄电池过充电、蓄电池过放电保护;蓄电池开路保护、负载过电压保护、输出过载保护;输出短路保护、太阳能电池接反保护、蓄电池接反保护、风机卸载保护;大功率光伏控制器技术参数（1）型号技术指标ST24150SD24150ST24200SD24200ST4830SD4830ST4850SD4850ST48100SD48100ST48150SD48150直流额定电压(V)2448额定光伏电流Ip

(A)1502003050100150光伏电池峰值功率(KW)3.64.81.442.44.87.2太阳能电池组数N≤

12≤1

2≤

6≤

6≤

6≤

12每路太阳能电池电流

Ib(A

)

Ib=Ip/N风力发电机直流电压等级(V

)2448允许风力发电机功率(K

W

)根据用户需要控制器自耗电流(A)0.1环境温度－20℃～＋50℃电压降落太阳能电池与蓄电池之间(V

)0.7蓄电池与负载之间(V

)0.05机械尺寸深×宽×高(

mm)6U4U6U保护功能夜间防反充电保护、蓄电池过充电、蓄电池过放电保护;蓄电池开路保护、负载过电压保护、输出过载保护;输出短路保护、太阳能电池接反保护、蓄电池接反保护、风机卸载保护;大功率光伏控制器技术参数（2）型号技术指标ST48200SD48200ST48250SD48250ST48300SD48300ST11050SD11050ST110100SD110100ST110150SD110150直流额定电压(V)48110额定光伏电流

Ip

(A)20025030050100150光伏电池峰值功率(KW)9.61214.45.51116.5太阳能电池组数N≤

12≤

12≤

12≤

6≤6≤12每路太阳能电池电流

Ib(

A

)

Ib=Ip/N风力发电机额定直流电压(V)48110允许风力发电机功率(KW)根据用户需要控制器自耗电流(A)0.1环境温度－20℃～＋50℃电压降落太阳能电池与蓄电池之间(V)0.7蓄电池与负载之间(V)0.1机械尺寸深×宽×高(mm)4U

1200机柜4U

4U

保护功能夜间防反充电保护、蓄电池过充电、蓄电池过放电保护;蓄电池开路保护、负载过电压保护、输出过载保护;输出短路保护、太阳能电池接反保护、蓄电池接反保护、风机卸载保护;大功率光伏控制器技术参数（3）型号技术指标ST110200SD110200ST110250SD110250ST110300SD110300ST22050SD22050ST220100SD220100ST220150SD220150直流额定电压(V)110220额定光伏电流

Ip

(A)20025030050100150光伏电池峰值功率(KW)2227.533112233太阳能电池组数N≤

12≤

12≤

6≤

12每路太阳能电池电流

Ib(

A

)

Ib=Ip/N风力发电机直流电压等级(V

)110220允许风力发电机功率(KW)根据用户需要控制器自耗电流(A)0.1环境温度－20℃～＋50℃电压降落太阳能电池与蓄电池之间(V)0.7蓄电池与负载之间(V)0.1机械尺寸深×宽×高(mm)6U1.2米机柜4U

6U

保护功能夜间防反充电保护、蓄电池过充电、蓄电池过放电保护;蓄电池开路保护、负载过电压保护、输出过载保护;输出短路保护、太阳能电池接反保护、蓄电池接反保护、风机卸载保护;大功率光伏控制器技术参数（4）型号技术指标ST220200SD220200ST220250SD220250ST220300SD220300ST50050SD500100ST500100SD500100ST500200SD500200直流额定电压(V)220500额定光伏电流

Ip

(A)20025030050100200光伏电池峰值功率(KW)4455662550100太阳能电池组数N≤

12≤12≤

6≤12每路太阳能电池电流

Ib(

A

)

Ib=Ip/N风力发电机直流电压等级(V

)220500允许风力发电机功率(KW)根据用户需要控制器自耗电流(A)0.1环境温度－20℃～＋50℃电压降落太阳能电池与蓄电池之间(V)1.2蓄电池与负载之间(V)0.1机械尺寸深×宽×高(mm)6U1200机柜4U6U

保护功能夜间防反充电保护、蓄电池过充电、蓄电池过放电保护;蓄电池开路保护、负载过电压保护、输出过载保护;输出短路保护、太阳能电池接反保护、蓄电池接反保护、风机卸载保护;大功率光伏控制器技术参数（5）9按键小键盘MENU：主菜单↑:光标向上移动或数字加一；↓:光标向下移动或数字减一；←:光标左移一位；→:光标右移一位；ESC:返回上一级菜单；ENTER:确定；BL:背光灯亮10秒；ERSET:系统复位；LCD液晶显示菜单一级主菜单：工作状态••••参数设置事件记录实时时钟二级菜单：

工作状态蓄电池电压光伏电流负载电流充电电流蓄电池温度光伏发电量AH累计负载用电量AH累计蓄电池电量AH累计

••••••第I路光伏电池单独导通时的光伏电流路灯日照强度系数二级菜单参数设置充电滞回百分比过载保护电流温度补偿系数本机通讯地址恢复出厂值特别参数设置均充电压设置浮充电压设置吸收电压设置启动电压设置动态稳压系数静态稳压系数人工启动强充修改参数密码密码更新直流电压等级充电模式过充限制高电压过充后接通电压过放限制低电压过放后接通电压第一路充电电压第二路充电电压第三路充电电压第四路充电电压第五路充电电压第六路充电电压二级菜单：事件记录负载短路*次••••电流过载*次

蓄电池过充*次蓄电池过放*次

二级菜单

实时时钟•••

年**月**日时**分**秒时间重置三级菜单工作模式：普通充放电模式光开光断模式光开延时模式时钟控制模式光开时断凌晨亮一点式工作模式校正模式四级菜单特别参数设置次要负载断开值次要负载接通值发电机启动电压发电机关断电压路灯启动光阈值路灯关断光阈值风机启动电压风机关断电压语言选择过放电负载通断过充电负载通断SD48200出厂参考值参 数出厂参考设定值（用户可修改）过充限制高电压60V过充后接通电压57V过放限制低电压44V过放后接通电压46V第一路充电电压53.2V第二路充电电压54.6V第三路充电电压55.2V第四路充电电压55.8V第五路充电电压56.4V第六路充电电压57.6V充电滞回百分比2.5

%过载保护电流动作值180A温度补偿系数2mV/℃均充电压56.4V吸收电压55.1v浮充电压53.5V启动电压51.5V动态稳压系数3.8静态稳压系数2.0均充状态时间4小时吸收状态时间3小时本机通讯地址001模拟控制模式按下模拟控制板上自检开关，CPU供电指示灯熄灭，机器转入模拟控制方式。模拟控制板上有6个充电指示灯，当蓄电池电压低于某路充电设置电压时，此路太阳能电池在模拟控制板的控制下导通为蓄电池充电，对应指示灯点亮。检测模拟控制板工作正常以后，应打开控制板上自检开关。此时，CPU供电指示灯应点亮。6路充电指示灯模拟控制自检开关CPU供电指示灯一点式工作模式原理（PWM）均充电压吸收电压浮充电压启动电压均充强充吸收浮充时间蓄电池电压监控软件主