何道清《太阳能光伏发电系统原理与应用技术》第4章光伏系统应用技术

1、1、第四章光伏发电系统的应用技术，2、3.1光伏发电逆变器的结构通常分为独立和并网型，它们分为方波、阶梯波和正弦波逆变器，是否使用变压器，分为变压器型和无变压器型逆变器，主要用于将直流电力转换成交流电力的半导体器件升压电路使太阳能电池板的不规则输出电压上升到必要的稳定直流电压，向后级逆变器电路提供稳定直流母线电压。 5，6，7，4.1.1基本结构1 .光伏发电阵列是发电系统的电源2 .充放电控制器将光伏发电阵列输出的电力储存在电池中向逆变器放出，光伏发电阵列输出的电力是日照和温度的函数，因此，存在最大的电力跟踪问题。 3 .逆变器把直流电力转换成交流电力4 .蓄电系统中的蓄电池、8 .有无蓄电

2、池、太阳光系统分为可计划式和不可计划式，通常成本高、使用量少，在个别分散发电中，9 . 10 .不可计划式并联逆变器将太阳光阵列产生的直流电力转换为与电网电压同频率、同相的交流电力，在主电网被断开时，自动停止电网的电力供给，在白天光伏系统需要超过本地负载的情况下，多馀的电网， 在太阳能系统不能满足本地需要的情况下，电网自动向负载供给补充电力，在电网故障的情况下，逆变器停止工作，切断逆变器、电网和负载，防止“孤岛”效果，11、可调度的优点1 )逆变器为并联逆变器2 )有主开关和负载开关，正常时两者闭合，交流被切断时，切断并联发电的主开关，但本地负载保持闭合，从太阳能电池和蓄电池供给的直流电力可以

3、通过逆变器向负载供给电力，负载具有UPS的功能，在特定的场所系统不仅能输送电力，还能作为电网的有源电力调整器发挥作用，补偿电网的无效成分，使电网电压稳定，同时抵消有害的高阶偕波成分，提高电力质量4 )大电力的并联发电装置可以根据需要决定并联电流的大小， 有利于电网调整，12，缺点1 )电池寿命短，现在许多免维护电池在3年到5年左右，太阳能电池在20年到30年左右，2 )价格高，占用了很大的空间，存在着环境污染的问题，4 )不能安排安装和调整也很方便，可靠性也很高，13、光伏发电系统的结构-主要分为两种：集中型和组串联型，14、4.1.2运行模式，3混合运行模式，24， 1独立光伏发电系统1 .

4、无蓄电池直流光伏发电系统的典型应用：太阳能水泵和小型太阳能电池计算机、玩具、日用品等。 25，2 .有电池的直流光伏发电系统得到了广泛应用：太阳能小的草坪灯、庭院灯、远离电网的移动通信基站、微波中继站、周边地区的农村电力供给等。26、3 .风光互补发电系统的太阳能和风能在时间和地区有较好的资源互补性，建设投资更合理，发电成本更低，应用前景更好。27、4.1.3光电变换器的电路结构1 .绝缘型a商用频率绝缘商用频率变换器发挥电压匹配和绝缘作用，电路和结构简单，可靠性高，抗冲击性好，安全性能好，体积和重量大，体积大，体积大，效率低，28，b高频分离，(a )高频变(b )高频变换器达到DC/DC变

5、换器，其特征是体积小、重量轻、结构复杂、功率水平不高。 29、2非隔离型没有变压器，避免了能量损失，提高了效率，结构也简单，重量轻，体积小，成本低。通常，多个光伏阵列串联连接，具有高输出电压，不使用变压器，效率高，重量轻，结构简单，成本低，但电池面板和电网没有电隔离，很危险。 30、多级非绝缘型，用DC/DC将电压变换为高电压，用DC/AC反过来变换为符合要求的交流，不需要高输入电压，增加光阵列的电压范围，实际上这样的用途很多。 没有隔离，安全性是个问题。 31，4.1.4光电转换器的主要技术参数1 .额定输出电压光电转换器应该能在规定的输入直流电压允许的变动范围内输出额定的电压值，一般额定输

6、出电压为单相220V和三相380V时，电压变动偏差规定如下： (1)在稳定状态下运转时一般情况下，电压变动偏差要求不超过额定的5 % (2)负载骤变(额定负载050% )或受其他干扰因素影响的动态情况下，其输出电压偏差不超过额定的10%，在、32、1 .额定输出电压(3)正常的工作条件下，逆变器输出的三相电压不平衡度超过8% 输出的电压波形(正弦波)失真度一般要求在5%以下(5)逆变器输出交流电压的频率在正常的动作条件下必须在1%以内，GB/Tl9064-2003规定的输出电压频率必须在4951Hz之间。 2、负载功率因数负载功率因数的大小显示逆变器具有电感性负载的能力，正弦波条件下负载功率因

7、数为0.70.9。 33、3 .额定输出电流和额定输出容量额定输出电流在规定的负载功率因数范围内是逆变器的额定输出电流，单位为a的额定输出容量是输出功率因数为1 (即纯电阻性负载)时，逆变器的额定输出电压和额定输出电流的积，单位为kVA或kW (注意：非电阻性负载时，逆变器4 .额定输出效率额定输出效率是指，在规定的工作条件下，输出功率与输入功率之比通常为70%以上，逆变器的效率根据负载的大小而变化，负载率为20%以下和80%以上时，效率低的标准规定逆变器的输出功率为额定功率的75%以上时，效率为80%以上、34、5 .过载能力过载能力要求逆变器能在特定的输出功率条件下持续工作一定时间，其基准

8、如下： (1)输入电压和输出功率为额定时，逆变器必须连续工作4h以上；(2)输入电压和输出功率为额定的125%时逆变器必须连续1min以上可靠地工作(3)输入电压和输出功率为额定功率的150%时，逆变器必须连续10s以上可靠地工作。 35、6 .额定直流输入电压额定直流输入电压是指向太阳能发电系统输入逆变器的直流电压，小功率逆变器输入电压一般为12V和24V，其中，大功率逆变器输入电压有24V、48V、110V、220V和500V等。 7 .额定直流输入电流额定直流输入电流是太阳能发电系统向逆变器提供的额定直流工作电流。 8 .直流电压输入范围光伏逆变器的直流输入电压可以在额定直流输入电压的9

9、0%范围内变化，而不影响输出电压的变化。36、9 .使用环境条件(1)使用温度。 逆变电源设备的工作温度直接影响逆变器的输出电压、波形、频率、相位等多种重要特性，工作温度与环境温度、海拔、相对湿度、工作状态有关。 (2)工作环境。 关于高频高压型逆变器，其工作特性与工作环境、工作状态有关系。 在海拔高的地区，空气稀薄，容易引起电路极间的放电，在影响工作的高湿度地区，容易结露，引起局部短路。 因此，逆变器规定了适用的动作范围。 如果光电转换器的正常使用条件是环境温度为20 50，海拔5500m，相对湿度为93%，无结露的工作环境和工作温度超出上述范围，请考虑减少容量的使用或重新设计定制。、37、

10、10 .电磁干扰和噪声逆变器的开关电路容易发生电磁干扰，铁心变压器容易因振动而产生噪声。 因此，设计和制造都需要控制电磁干扰和噪声指标，以满足相关标准和用户的要求。 其噪音要求为，输入电压为额定电压时，设备高度的1/2，正面距离为3m，用噪音水平计分别测定50%额定负载和满载时的噪音在65dB以下。38、11 .保护功能(1)欠电压保护。 如果输入电压低于规定的欠电压关断(LVD )值，逆变器可以自动关闭保护。 (2)过电流保护。 工作电流超过额定的150%时，逆变器可以自动保护。 电流恢复正常后，机器正常工作。 (3)短路保护。 变频器输出短路时，需要采取短路保护措施。 短路解除后，设备应该能正常工作。 (4)极性反转保护。 逆变器的正极输入端和负极输入端相反连接时，逆变器应能自动保护。 极性变为正的话，机器应该正常工作。 39、(5)过电流保护。 逆变器的过电流保护应保证在负载短路或电流超过允许值时，能保护其免受冲击电流的损伤。 工作电流超过额定值的150时，变频器可以自动保护。 电流恢复正常后，机器正常工作。 (6)雷电保护。 变频器必须具有防雷保护功能，其防雷设备的技术指标要保证能吸收预期的冲击能量。 40、12 .安全性能要求(l )绝缘电阻。 逆变器的直流输入和壳体间的