科士达集中式逆变器技术说明

科士达集中式逆变器技术说明1GSL0500/GSL0630逆变器主要技术指标和性能的具体说明逆变器性能优势介绍产品的主要特点GSL系列是科士达公司专为大型光伏电站而特别设计的集中式三相光伏并网逆变器。产品承受无变压器构造〔隔离变压器可选配，逆变效率高，本钱低，可以通过相应的升压产品特点：太阳电池组件最大功率跟踪技术(MPPT),MPPT效率>99.9%；98.5%以上；无功功率可调；低电压、零电压穿越功能；无变压器设计〔隔离变压器可选配；具有直流输入手动分断开关，沟通电网手动分断开关，紧急停机操作开关；具有先进的孤岛效应检测方案；完善的保护功能,具有过载、短路、电网特别等故障保护及告警功能；25宽直流输入电压范围(450V～1000V)，整机效率高达99%；人性化的LCD(LCD)可清楚显示实时各项运行数据，实时故障数据，历史故障数据〔不少于50条，总发电量数据，历史发电量〔按年查询〕数据。逆变器支持依据群控模式运行，并具有完善的监控功能；可供给包括RS485Ethernet〔以太网〕远程通讯接口。其中RS485Modbus讯协议；Ethernet〔以太网TCP/IP(DHCPIP地址。产品技术优势介绍工程 技术指标 优势说明逆变效率

最大效率：98.7%欧洲效率：98.5%

科士达GSL总体方案，可有效改善逆变器电能质量以及系统效率，配合英飞凌或西门康公司的最IGBTSVPWM掌握发波技术、低损耗磁性元件设计技术、无损直98.798.5％的欧洲效率。科士达光伏逆变器承受了高精度的直流输入电压和直流输入电流采样电路，其中直流输入电压采样误差小于0.1%，MPPT精度 ≥99.9% 直流电流采样误差小于0.5%，直流输入功率区分率小于100WMPPT99.9%。投标逆变器具备独立的功率因数掌握功能,可以保证依据肯定功率因数输出功率，功率因数调整精度为0.01，标准无功功率调整功能IGBT直流侧支撑电容

功率因数调整范围：0.9~0.9调整精度：0.1%最一代低损耗IGBT半导体器件1100Vdc

功率因数的调整范围(-1,-0.9]和[+0.91)，即使在输出满功率发电时，仍可同时可供给额外230kVar功率。功率因数调整范围可依据工程需要，放开至〔－0，＋-500kVA~+500kVA。功率开关器件承受英飞凌或西门康公司的IGBT器件,电路拓扑承受成熟稳定的两电平逆变器技术，通过准确的理论计算确定最优的IGBT最低，因而逆变器具有极高的效率%承受国际知名品牌金属膜电容设计，相比电解电容，具有极好的低温特性和耐高压力量，平均使用寿命超过25年；散热风机的冗余设计：任何一只风机消灭故障后，均不影响逆变器的正常工作；散热风机 高风压离心风机低〔零〕电压穿越〔LVRT〕 具备功能

多级沟通风机故障检测技术，实现对机器内部每一个沟通风机的实时监测，消灭故障，可马上发出告警；已通过国网电科院零电压穿越测试，是业内首批通过认证测试的企业。宽温运行 范围：-40℃～+60℃逆变器极限工作温度为-40℃～+60℃，温度高于55℃时，力量 逆变器将自动降低输出功率运行。满载最高高海拔高度双电源冗余供电方案完善的故障保护机制

3000交、直流双电源供电具备

产品在电气设计和构造设计方面进展了冗余考虑，可满足3000产品承受了交、直流双电源冗余供电设计方案，保证了产品长期运行的牢靠性。系统掌握电源冗余备份及掌握电源的故障监测及报警功能；的快速定位；产品样本逆变器高牢靠性设计断路器保护方案断路器与隔离开关加熔丝方案比较1〕负荷开关+熔断器方案电气拓扑图荷开关+熔断器方案，一种则为逆变器交直流侧均承受断路器方案，现就以上二种方案作以简要比照：1〕负荷开关+熔断器方案电气拓扑图断路器方案电气拓扑图负荷开关+熔断器与断路器方案比照人工合闸到ON250A35W500K/630K8/916pcs500W500K0.1%。直流熔断器一般选型都在额定输入电流的1.56倍左右，由于光伏板短路电流一般为额定电流的1.05倍左右，因此当逆变器内部消灭短路故障时，直流保险不能熔断，同时功能完善。科士达承受直流侧集成直流配电的总体设计方案。集成直流配电技术降低了单独选购逆变器和直流柜的本钱，同时也可减小土建逆变器的面积，给现场施工〔土建、电缆连接等〕也带来诸多便利。传统大功率的光伏发电系统一般由PV阵列经汇流箱汇流接至配电柜，配电柜的输出经电柜的功能是将多路光伏汇流箱输出的支路汇接到一起，一般由PV输入支路断路器、防反分断装置进展保护，增加了系统的本钱和故障点。级管输出端连接至所述光伏逆变器单元。已安装支路断路器，因而可以削减原逆变柜中的配电开关，从而有效地削减了产品的体积、重量，降低了本钱，运行更加牢靠。本方案已获得国家学问产权局专利认证，证书如以下图所示。优良的散热设计GSL散热效果好。功率模块局部承受抽风方式，将热风直接通过一体式风道从机柜顶部排出，空气流淌快，散热效率高，机柜内部温度低，风道无须另外配置大功率风机。逆变单元的散热风道与磁性单元〔电抗器〕的风道隔离设计，即可避开磁性单元产生的热量使逆变单元进风口温度过高，同时也可避开磁性元件产生的电磁干扰对逆变单元产生不利影响。散热风道与电气器件物理隔离，气流所到之处，没有电气元件，电气器件能得到有效防护。提高风机的使用寿命。PCBPCB垂直安装不简洁累积沙尘，不简洁凝露。良好的防风沙设计沙尘进入到逆变器内部通常会造成以下危害：进入到风扇轴承等转动部件，加快轴承的磨损，影响风扇的使用寿命；附着在电路板上易造成电路板静电损坏；附着的尘土吸潮易腐蚀逆变器的电路板。逆变器内部的防尘方案也对沙尘污染最敏感的部件完全用导热绝缘固体胶密封，带电局部与环境隔离。正负母线绝缘隔离，母线电容正负极绝缘隔离，沟通相线绝缘隔离；从直流输入到沟通输出，整机强电局部都用绝缘材料物理隔离，极大提高抗沙尘污染力量。逆变器通风过滤装置承受涡流构造，把沙尘自动导出设备以外，极大削减沙尘进入逆变器。电路板的防尘方案为了使掌握电路组装板在工作或贮存期间能抵挡恶劣环境对电路元器件的影响三防涂覆技术表双面喷涂三防漆两遍，形成一层即轻又柔韧的0.5～0.8mm的保护膜，能够使元器件通过涂层与底板粘接而增加机械强度和牢靠性能防漆具有良好的耐凹凸温性能，其固化后成一层透亮保护膜，具有优越的绝缘电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能。掌握系统关心电源冗余供电设计GSL系列逆变器承受了先进的双电源冗余掌握技术：一路沟通输入，一路直流输入。掌握电路关心电源供电由市电和PV互补冗余，市电优先供电；市电支持外接沟通电；外接沟通的功能。〔优先供电模式主供电源为逆变器沟通侧隔离变低压侧取电。与此同时，光伏〔PV〕输入即直流输入供电回路处于热备份状态。逆变器的掌握单元供电，此时马上无缝切换到光伏〔PV〕输入经开关电源向逆变器的掌握单元供电。当沟通电恢复正常时，系统将转为正常供电模式.完善的保护功能连续运行。主要保护功能如下；过流保护逐波限流保护短路保护直流电压过压保护直流反接保护系统电流返灌保护沟通零电压穿越沟通电压超限、频率超限、缺相，反序保护系统模拟和数字双重过温保护风扇故障保护关心电源冗余保护主被动联合的反孤岛保护直流母线短路保护故障报警及动作条件逆变器主要保护列表故障名称推断条件相关动作故障类型PV80ms不告警，逆变器关机不告警PV2APV1515不告警PV逆变器关机后，PV400V，不告警助电源5待机电路工作PVPV60V1ms逆变器关闭障母线短路后，母线电压低于200V，逆变器马上关机，输出接触器断开；输入开关闭合，输出接触断开母线短路故障50A30S，入空开跳开需下电50A，时间计数器重复累加，200A20ms母线过压故障920V8S逆变器关机、输入空开跳开需下电逆变驱动线缆故障1S逆变器关闭IGBT硬件信号有效马上动作逆变器关闭逆变器过载120100ms逆变器关闭，515060ms接触器闭合，且三相中任一相逆变接触器开路电压与输出电压的差大于15%，确逆变器关闭需下电5S逆变器关机时，三相中任一相逆变电压与输出电压瞬时值差小于7%接触器短路且有效值差小于10%，且电压幅值逆变器不开机需下电20%额定电网电压高异电网电压有效值高于设定值确认25S常1S，13510ms后开机电网电压低异电网电压有效值低于设定值确认25S常1S，13510ms后开机电网频率过欠电网频率超过设定值时，确认25S频100ms后开机A、B、C-20Hz需下电，更电网反序且电网电压模值平均值不低于额逆变器不开机换任两相相50%序逆变器故障15%逆变器关闭电网电压高特别、电网电压低异电网电压高特别、电网电压低异孤岛保护常、电网频率超限、及幅值扰动及逆变器关闭频率扰动超过推断阀值关心电源故障 逆变器关闭 需下电右，关心电源故障马上动作。紧急关机逆变器关闭，风扇关闭5逆变器过温520ms后恢复系统绝缘阻抗低硬件特别信号有绝缘阻抗特别逆变器关闭效逆变器高效性设计节能电路设计1〕逆变器内部承受独特电路设计，使逆变器在夜间进入休眠模式，降低系统待机损耗，使得夜间系统损耗不大于10W；2〕支持关心电源、系统风扇电源外接，削减消耗光伏能量。MPPTMPPT最大功率跟踪，即对跟随太阳能电池外表温度变化和太阳辐照度变化而产生出的的功率输出。光伏阵列的输出〔U-I〕和〔U-P〕曲线--存在极值点U-I曲线图 U-P曲线图P最大功率P最大功率点n n1UU Un n1O上次光伏组件输出功率本次光伏组件输出功率光伏组件输出转变方向UP-V改进的MPPT，寻优效率更高，兼顾快速性、准确性、稳定性。GSL系列的MPPT承受改进的扰动观看法，扰动间隔时间1S10W，MPPT99.9%：承受动态变步长的寻优方式，既提高了MPPT的寻优速度，也极大的提高了在最大功率点的稳定度，使MPPT99.9%，有效地提高了发电量。化引起的功率变化率为P1，在下次寻优前，采样由光线变化引起的功率变化P2，从而得到由真实扰动引起的功率变化P＝P1－P2消退了因光线变化引起的误扰动。为了避开寻优寻到次优点，当MPPT功率在肯定阀值内连续较长时间〔300S左右〕不变化时，将向正或负向扰动10V，以防止寻优寻至次优点，从而进一步提高了系统的MPPT效率。点范围内进展全局寻优，从而进一步提高了全局寻优的效率。准确的散热仿真1.3.3.1构造及整机工艺设计软件主软件版本Pro/ENGINEERWildfire2.0，承受全三维数字样机模式的构造设计、归档模式，在工作站中即可虚拟完成产品全部部件的可视化整体布局、柔性配置、干预自动检查、含了产品的全部构造技术细节及掌握要素理解误区。构造及整机工艺设计数据库治理软件主软件版本Pro/INTRALINK3.4，承受效劳器中心数据库治理方式，实现全部构造工艺设计文件的读取、借用、更、归档、文档发放、权限掌握等。热设计仿真平台承受功能强大的电子散热仿真分析软件Flotherm，可以针对元器件级别、PCB/模块级分析，能极大地缩短设计周期。51问题。动力仿真分析软件承受业界领先的ABAQUStandard+Explici，在产品开发中对主构造进展静力、数据。先进电路仿真技术平台Ansoft〔Maxwell2D/3D〕电磁仿真，RT-LABMATLABSaberNsoft〔Maxwell2D/3D〕电磁仿真RT-LAB逆变器主要器件选型及要求母线支撑电容的设计选型计算逆变器极限状况下母线支撑电容最大纹波电流，抗纹波特性更好，损耗小频率特性稳定，寿命更长。依据所计算的纹波电流最大值及整机设计寿命等要求选取适宜的器件型号及数量，选用的母线电容额定电压高于输入最大电压，留有充分余量，保证电容工作特性稳定牢靠。30℃和50试电容耐受性和牢靠性，测试电容实际工作纹波电流及温度，对计算结果进一步修正。交/直流断路器的设计选型作电流电压参数，再通过计算PV侧短路阻抗及短路电流，选取断路器分断电流的大小，再通过高温试验，测试实际温升验证并优化设计结果。沟通接触器的设计选型使用寿命和机械特性。电感设计选型为了实现稳定并网要求以及良好的谐波指标，科士达GSL系列逆变器承受了优化LCL实现了全负载范围内最小谐波并网的要求。并系统设计承受大功率硅钢片电感，电抗稳定，系统不饱和，热设计余量充分，牢靠性高；逆变器重要技术介绍输出功率因数可调通常状况下，逆变器的输出功率因数为1；但系统可依据指令，功率因数可在超前0.8到滞后0.8的范围内调整，满足调度部门提高输电效率需要。设备全功率段抑制谐波技术方案掌握上承受矢量掌握，调制方式承受SVPWM，相比传统的SPWM而言，谐波含量低。MPPT电压环承受PI掌握，截止频率低；电流环承受PI掌握，增益高。这种组合方式可以有效降低网侧电流的THDi。电网电压不平衡时，当承受传统的双环掌握时，由于负序电压的存在，必定使直2233、5….等高次谐波。GSL500机型承受将网侧电流进展了正负序分别，正、负序电流独立掌握，完全躲避了电网不平衡时，网侧电流THDi承受高精度的AD，保证电流在全量程内均可以检测正确。低功率时的谐波抑制措施科士达光伏逆变器在低功率段承受以下方案抑制谐波：1系统拓朴图gdgq++igdgq++i id q-iPI+v*SVMv*++++dq-++-PI+i++PIiq-++iiid-+vdq+++PIPI-vvgdvgqbus2掌握框图1所示，逆变器承受优化的LCL滤波器，较LC而有效降低了因电网干扰引起的低功率段的谐波。由于低功率段电流基波重量小，同样的电网不平衡度对低功率段谐波的影响更为显著。2低功率段谐波。掌握精度，有效抑制谐波。有高精度直流重量检测电路由于低功率段电流基波重量小，2-7次谐波对低功率段谐波的影响更为显著。电流掌握2-7的谐波。AGC/AVC功能AGC光伏逆变器能据电网状态自动调整发电量，且支持区域AGC调度。可在电网频率47Hz-50.5Hz内持续运行。在频率低至47Hz时，仍能正常工作，最大限度地为电网补充的有功功率。当电网频率高于50.5时，会在200ms内脱离电网。同时还支持远程有功功率调度，从0－105%连续可调，电网调度系统可据需要调整逆变器的输出有功功率。支持远程有功功率调度，0－105%连续可调，电网调度系统可据需要调整逆变器的输出有功功率。除有功功率可调外，还支持三种远程无功调整方式，第一种是据功率因数调整，其调整范围为-0.8~+0.8；其次种为直接无功功率输出：其调整范围是0-105%额定功率；第三种为夜间SVG模式，其调整范围为0-105可在电网频率47Hz-50.5Hz内持续运行，可最大在额定电网范围±30%的范围内〔可设置±10%、±15%、±20%、±30%〕持续运行。从而保证光伏逆变器在电网宽范围内运行，充分利用太阳能资源，提高经济效益。AVC功能：光伏逆变器可据电网状态自动调整所发的无功功率，且支持区域AVC调度。可在电网频率47Hz-50.5Hz30〔可设置±10%、±15%、±20%、±30〕持续运行。同时还支持远程无功调度，使电网电压稳定在肯定范围内。支持三种远程无功调整方式，第一种是据功率因数调整，其调整范围为-0.8~+0.8；其次种为直接无功功率输出：其调整范围是0-105%额定功率；第三种为夜间