光伏逆变器技术培训（49页)ppt课件

1、 光伏发电系统之 逆变器大功率简介 目前主要发电方式目前国内主要发电方式2021： 火力发电：目前主要的发电方式，全国总装机曾经突破1000GW 水力发电：重要的发电方式，全国总装机200多GW 风力发电：全国总装机约70GW核电：全国总装机约20G光伏发电：全国总装机约5GW 对未来世界能源利用方式的预测 地热光热光伏和 光热风力生物质生物质水力核电天然气煤炭石油 光伏发电系统 典型运用方式并网运用 太阳升起，到达并网条件，接触器闭合联网，开场发电 典型运用方式运用现场 2:10逆变器主要构成部分 主要参数、系统构成和主回路拓扑 直流输入部分 逆变部分IGBT模块和驱动器 LC滤波器和交流输

2、出 二次电路 控制和维护 散热 机柜500kW 主要参数目的 最大直流功率 550kWp 输入最大直流电压：900 Vdc 最大直流输入电流：1200 A 额定交流输出功率：500 kW 输出交流电压：270 V 最大交流输出电流：1176/1069A 额定频率：50 Hz 最大效率：98.7%约在40%额定功率时；某些地域，满载效率更有意义 防护等级： IP20 (室内) 冷却方式： 风冷系统构成逆变器电路系统图 主拓扑电路电路构造逆变器主电路构造图 直流输入部分直流塑壳断路器: T6N630 TMA R630 FF 4P 2路输入 ABB直流EMI滤波器 FEDC-600P Premo/S

3、shaffner 电流传感器 LF2005-S/SP32 LEM电压传感器 NV100-1000 南车时代/LEM快速熔断器 170M5448 BUSSMANN浪涌吸收器 OVR PV 40 1000 P ABB直流支撑电容 支撑薄膜电容规格 420F/1100V 42A electronicon 60 100000h, t 70 高频吸收电容 1.52uF/1200V/IGBT AVX 2:20逆变桥部分IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor) 绝缘栅双极性晶体管 主要品牌： infineon semikron 三菱 富士逆变桥部分IGBT: FF140

4、0R12IP4，Skiip驱动器： 2ED300C17-S(T)辅助板： 2ED300E17-SFO，MAE30012 并联方案装配之后的IGBT模块 各个厂家构成模块的方式各异，但本质一样。差别的缘由在于散热、电磁兼容、整体规划等思索的不同IGBT模块并联各种方式的IGBT逆变桥模块 并联滤波器和滤波仿真 LC滤波器L=0.120.17mH, 1100AC= 100200 F交流输出交流(塑壳)断路器 T7S1250M PR231/P-LSI 3P FF接触器 AF0-30-11 100-250AC AF16-30-11 100-250AC快速熔断器 170M6419 BUSSMANN浪涌吸

5、收器 OVR BT2 3N 40-320P ABB 电流传感器 LF2005-S/SP32 LEM 电压传感器 NV100-400 南车时代交流EMI滤波器 HCWMGF-1300HV PREMO 输出并网变压器逆变器本身不带变压器，根据现场实践情况选配升压变压器 可以是单机400V电压，或10kV以上电压两台500kW单机，可以经过分裂绕组变压器构成1MW并网方案：2:35二次回路和嵌入式控制板 二次回路电源系统 交流电源、直流电源、UPS电源模拟量 采集和输出 电压、电流、温度传感器开关量采集和输出熔断器、接触器、风机等形状和控制IGBT驱动 、维护通道电池板绝缘检测 、漏电检测交流侧、直

6、流侧形状显示按钮 形状显示、钥匙开关、急停 嵌入式控制板 CUP单DSP或双DSP系统，运用中TI的TMS320F2812/28335居多。外围功能电路： 模拟和开关信号处置；逻辑运算；通讯；电源管理等。辅助电源交流电源直流开关电源 UPS电源或电容储能供电现场的交流电源取电方式散热和风机 额定功率下常温IGBT模块的总体热功耗约3.6kW电抗器热功耗 三相电抗器总功耗2.5kW， 115，满载 其他电容，熔断器，风机等约1.4KW柜内总热功耗： 约7.5KW环境温度升高时， 总功耗也添加 高原运用中，要思索极端环境温度和散热效率等问题 散热片 为了降低本钱，多为压合的散热器工艺，利用现成的规

7、范齿片压合，本钱低，但散热效果略差。 整体用一套模具浇铸，热阻最小，散热效果好，本钱也较高。 利用预埋热管，散热效果最好，但本钱也最高。2:40控制和维护 大功率逆变器的控制部分要完成如下几个根本义务：跟踪电池板MPPT: 最大功率跟踪 充分发扬电池板的发电潜力跟踪电网 保证输出电流和频率坚持和电网同步直流电到交流电的转换 转换的同时，调理输出功率的大小或根据电网需求发出无功功率控制和维护视在功率、有功功率和无功功率：控制和维护 大功率逆变器的控制部分跟踪电池板跟踪电池板MPPT: 最大功率跟踪 使逆变器一直任务在太阳能电池板阵列的最大输出功率点附近，以充分发扬电池板 潜力。控制和维护 大功率

8、逆变器的控制部分要完成的义务跟踪电池板跟踪电池板MPPT: 最大功率跟踪 薄膜电池板与晶硅电池板控制和维护 大功率逆变器的控制部分跟踪电网 跟踪电网软件锁相环技术PLL2:50控制和维护 大功率逆变器的控制部分要完成的义务直流到交流的转换 直流到交流的变换原理 单相逆变原理 三相逆变原理 控制和维护单相逆变原理：控制和维护三相逆变原理SPWM采样控制实际：冲量面积相等而外形不同的窄脉冲加在具有惯性环节上时，其效果根本一样。控制和维护逆变算法 SVPWM： 将三相电量用一个空间矢量表示 用根本电压空间矢量构成空间矢量组控制和维护逆变算法 SVPWM： 控制和维护软件控制思想： 3:10控制和维护

9、 大功率逆变器的控制部分要完成的义务维护 维护 直流侧：直流过压 交流侧：交流过压、欠压、过频、欠频；过流，过载，短路。 反孤岛维护 低电压穿越 绝缘监测控制和维护 大功率逆变器的控制部分要完成的义务维护低电压穿越电能质量逆变器在运转时不应呵斥电网电压波形过度畸变和注入电网过度的谐波电流，以确保对衔接到电网的其他设备不呵斥不利影响各次谐波含量的允许值 电能质量逆变器在运转时不应呵斥电网电压波形过度畸变和注入电网过度的谐波电流，以确保对衔接到电网的其他设备不呵斥不利影响各次谐波含量的允许值 电能质量 规范：逆变器额定功率运转时，注入电流谐波总畸变率限值不大于5% iTHD5%输出波形输出电流11

10、25A时的仿真效果 电能质量总电流谐波畸变 率THD=1.08% 满功率时 电能质量总电流谐波畸 变率THD=4.55% 四分之一功率时 机柜采用四柜体构造直流柜逆变柜控制柜交流输出柜 1 2 3 4 机柜采用四柜体构造直流柜逆变柜控制柜交流输出柜 1 2 3 4机柜 柜体普通方式为长方体，拥有12条棱来支撑起柜体。将钢材在折弯机器上折弯九次。构成如以下图中的型材，被称为九折弯型材。而用九折弯型材做12条棱的柜子，称之为九折弯柜。如今也有厂家运用16折弯的型材，承重性能更好一些。 同行业其他品牌机柜SMA SUNNY CENTRAL 500HE:宽高深 =2800 2160 850重: 190

11、0kg 防护等级：IP20输出电压：270V合肥阳光:SG 500KTL宽高深 =2800 2160 850重: 2288kg防护等级：IP20输出电压：270V同行业其他品牌机柜500kW 安徽颐和特变电工中国南车深圳科士达许继中科电十四所3:15大功率逆变器(500kW)主要硬件本钱构成整机硬件本钱构成 认证小功率机型的认证繁多，不同国家或地域都有各自的认证要求。 国内要求必需过“金太阳认证；国外的认证如德国TV、VDE-AR-N 4105、CE，意大利Enel-GUIDA，西班牙ROYAL DECREE 1663/2000，英国G83、G59，澳洲AS4777，美洲UL-1741等。大功率机型的主要认证 国内必过的认证有“金太阳认证和低电压穿越实验经过报告；有的厂家为了出口或用户的需求，也做德国TUV 认证或BDEW(德国中压电网指令要求) 终了语大功率光伏逆变器设计需求电力电子、自动控制实际、计算机技术等多个学科的综合技术。目前国内变流技术程度同国外相比还有较大差距，外在表如今