光伏发电系统中逆变器的原理与应用

来源:solarbe.com发布时间:2007-05-25 14:05:41
  目前我国光伏发电系统主要是直流系统,即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电,而蓄电池直接给负载供电,如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单,成本低廉,但由于负载直流电压的不同(如12V、24V、48V等),很难实现系统的标准化和兼容性,特别是民用电力,由于大多为交流负载,以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。另外,光伏发电最终将实现并网运行,这就必须采用成熟的市场模式,今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。

在应用中对逆变器的要求:
  1.要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高,为了最大限度地利用太阳电池,提高系统效率,必须设法提高逆变器的效率。
  2.要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变器具有合理的电路结构,严格的元器件筛选,并要求逆变器具备各种保护功能,如输入直流极性接反保护,交流输出短路保护,过热、过载保护等。
  3.要求直流输入电压有较宽的适应范围,由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化,蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用,但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动,特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大,如12V蓄电池,其端电压可在10V~16V之间变化,这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作,并保证交流输出电压的稳定。
4.在中、大容量的光伏发电系统中,逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中,若采用方波供电,则输出将含有较多的谐波分量,高次谐波将产生附加损耗,许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备,这些设备对电网品质有较高的要求,当中、大容量的光伏发电系统并网运行时,为避免与公共电网的电力污染,也要求逆变器输出正弦波电流。

  逆变器将直流电转化为交流电,若直流电压较低,则通过交流变压器升压,即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器,由于直流母线电压较高,交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V,在中、小容量的逆变器中,由于直流电压较低,如12V、24V,就必须设计升压电路。
中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种,推挽电路,将升压变压器的中性插头接于正电源,两只功率管交替工作,输出得到交流电力,由于功率晶体管共地边接,驱动及控制电路简单,另外由于变压器具有一定的漏感,可限制短路电流,因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低,带动感性负载的能力较差。
全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点,功率晶体管调节输出脉冲宽度,输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路,即使对感性负载,输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地,因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外,为防止上、下桥臂发生共同导通,必须设计先关断后导通电路,即必须设置死区时间,其电路结构较复杂。

逆变电路的控制电路
  上述几种逆变器的主电路均需要有控制电路来实现,一般有方波和正弱波两种控制方式,方波输出的逆变电源电路简单,成本低,但效率低,谐波成份大。正弦波输出是逆变器的发展趋势,随着微电子技术的发展,有PWM功能的微处理器也已问世,因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。
1.方波输出的逆变器目前多采用脉宽调制集成电路,如SG3525,TL494等。实践证明,采用SG3525集成电路,并采用功率场效应管作为开关功率元件,能实现性能价格比较高的逆变器,由于SG3525具有直接驱动功率场效应管的能力并具有内部基准源和运算放大器和欠压保护功能,因此其外围电路很简单。
2.正弦波输出的逆变器控制集成电路,正弦波输出的逆变器,其控制电路可采用微处理器控制,如INTEL公司生产的80C196MC、摩托罗拉公司生产的MP16以及MI-CROCHIP公司生产的PIC16C73等,这些单片机均具有多路PWM发生器,并可设定上、上桥臂之间的死区时间,采用INTEL公司80C196MC实现正弦波输出的电路,80C196MC完成正弦波信号的发生,并检测交流输出电压,实现稳压。

逆变器主电路功率器件的选择
  逆变器的主功率元件的选择至关重要,目前使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管(BJT),功率场效应管(MOS-FET),绝缘栅晶体管(IGBT)和可关断晶闸管(GTO)等,在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET,因为MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率,在高压大容量系统中一般均采用IGBT模块,这是因为MOSFET随着电压的升高其通态电阻也随之增大,而IGBT在中容量系统中占有较大的优势,而在特大容量(100kVA以上)系统中,一般均采用GTO作为功率元件。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/200705/25/235.html
责任编辑:索比太阳能网资讯中心
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
印尼首个太阳能供电数据中心配套光伏项目通过竣工验收来源:中国能源新闻网 发布时间:2026-08-14 08:46:08

印尼西爪哇省佩尔蒂维·莱斯塔里工业园36兆瓦地面光伏项目近日通过竣工验收,获得业主颁发的PAC证书,正式进入质保期。该项目由中国电建以EPC总承包模式承建,是印尼首个为数据中心提供绿色电力的太阳能项目,位于卡拉旺工业园区东北角。工程采用720瓦单晶硅N型双面双玻组件与330千瓦组串式逆变器,配套固定支架及外送线路、对侧改造等全套设施。投运后年均发电量约5200万千瓦时,每年可减排二氧化碳4.2万吨,相当于种植23万棵树;所发电力将专供园区DISM国家数据中心使用。项目不仅助力优化西爪哇区域能源结构,也为印尼实现2025年可再生能源占比23%的国家目标提供重要支撑,是“光伏+工业”融合发展的标志性工程。(199字)

101亿美元!特斯拉在得州新建大型太阳能电池板工厂来源:IT之家 发布时间:2026-08-14 08:44:55

特斯拉计划在得克萨斯州休斯敦西南约45分钟车程处投资最高101亿美元建设名为“Project Crystal Sun”的大型太阳能电池板工厂。该项目已向州政府提交文件,申请税收优惠以降低建设成本,并同步在美国多个州评估其他潜在厂址。工厂预计今年动工、2028年竣工,2029年开始量产太阳能电池板,将创造约9700个全职岗位。若无税收减免,项目37年内需缴纳房产税约11亿美元(约合74.33亿元人民币)。尽管未披露具体年产能及产品用途(地面电站或卫星应用),但特斯拉此前设定目标:到2028年在美国建成总计100吉瓦的太阳能电池板制造能力。

不推倒重建,存量光伏如何开启第二价值周期?来源:正泰电源 发布时间:2026-08-13 09:46:53

正泰电源在意大利成功落地光伏技改项目,通过4.8MW/10MWh中压耦合储能系统,实现存量电站“零推倒”升级。方案无需改造原有直流系统,显著降低增储难度与成本,提升新能源消纳能力与电网调节灵活性,为全球光伏资产增值提供可复制范本。

浙能源〔2026〕15号|浙江省分布式光伏开发建设管理实施细则修订 自用比例取消与全量入市规则全解析来源:索比光伏网 发布时间:2026-08-13 09:44:38

浙能源〔2026〕15号浙江省分布式光伏发电开发建设管理实施细则修订解读,取消工商业自用比例限制,明确上网电量全量入市,结合分时电价政策分析收益模型变化,覆盖分类边界、绿电直供、涉网要求与行业机遇,完整版测算报告扫码获取。

长沙一仓库屋顶光伏突发火情来源:掌上长沙 发布时间:2026-08-13 08:43:30

8月11日中午,长沙芙蓉区长冲路99号一仓库屋顶光伏发电设备突发火情,起火点位于屋顶西侧,源头为光伏逆变器并引燃周边线路。面对湿滑屋顶、漏电及高空坠物等多重风险,隆平消防救援站采取“无人机空中勘察+实地登顶排查”双模式精准定位火源,并科学划分作战小组:地面与屋顶水枪阵地协同压制火势,供水组保障持续供水,警戒组疏散人员车辆,安全员全程动态监测风险。经合力扑救,明火被彻底扑灭,后续还开展喷水降温与隐蔽火源排查,确保无复燃可能。事后,芙蓉消防提示:分布式光伏应用日益广泛,相关单位须定期巡检逆变器、接线端子及电缆,防范老化、过载、雷击与雨水侵入,落实绝缘防护,配备微型灭火器材,发现异常须立即断电并报警。(198字)

全球首个 | 华为构网型逆变器获得TÜV南德意志集团构网能力认证来源:华为智能光伏 发布时间:2026-08-12 09:47:21

全球首个基于VDE FNN V2.1:2026标准的构网型光伏逆变器认证落地!TÜV南德为华为SUN2000系列颁发证书,覆盖电压源特性、惯量支撑、极端扰动响应三大量化测试,破解高比例新能源下电网稳定性难题,标志构网技术迈入可验证、可规模化应用新阶段。

人民日报专题报道晶科能源:飞虎组件助力澳洲工商业绿色转型来源:晶科能源JinkoSolar 发布时间:2026-08-12 09:12:12

人民日报报道晶科能源携手澳洲蓝太阳集团,为哈维·诺曼打造商业屋顶光伏标杆项目。飞虎组件量产效率达24.8%,单店年省电费约9万澳元,年发电584兆瓦时。项目凸显中国高效光伏技术出海实力,深化中澳绿色经贸合作。

从安装屋顶到经营资产丨2026中国新型能源应用端发展峰会解码户用光伏财富密码来源:通威集团 发布时间:2026-08-12 09:05:22

2026中国新型能源应用端发展峰会将于11月17-20日成都举办,聚焦户用分布式光伏“下半场”价值深耕。峰会直面并网消纳、光储融合、运维升级等痛点,汇聚电网专家、投资机构、一线服务商与终端业主,共探技术方案、商业模式与生态协同,助力屋顶资源高效开发与乡村振兴落地。

持续霸榜全球第一!看阳光电源如何以系统思维重塑主力电源来源:索比光伏网 发布时间:2026-08-12 08:53:53

本文介绍了阳光电源持续领跑全球光伏逆变器市场的核心逻辑。文章指出,其连续五年全球出货量第一,不仅源于在单机设备上的技术突破——如465kW高功率逆变器实现99%以上转换效率、显著降低度电成本,更关键在于战略层面的主动升维:面对新能源渗透率提升带来的电网稳定性挑战,阳光电源率先从“设备制造商”转向“系统解决方案提供者”,提出并践行“光储原生融合”理念。其最新产品PowerMatrix矩阵逆变器通过多端口一体化设计与恒压直流母线,实现光伏与储能的深度协同,支持超配与动态能量调度,具备构网能力、10毫秒级响应及高可用性。该系统级创新既提升了电网友好性,又降低BOS成本约10%,为新型电力系统下的主力电源转型提供了可落地的技术路径。(198字)

苏发改能源发695号解读|江苏省分布式光伏发展实施方案 2026-2030 核心目标与政策全梳理来源:索比光伏网 发布时间:2026-08-11 09:45:57

苏发改能源发〔2026〕695号江苏省分布式光伏发展实施方案2026-2030年深度解读,2030年装机目标1.2亿千瓦,详解新建厂房100%配光伏、集中汇流、绿电直连、整村开发政策,分析行业机遇与收益变化,完整版报告扫码获取。

总投资2.25亿元的农光互补光伏发电项目落户西林来源:人民网-广西频道 发布时间:2026-08-11 09:09:03

西林县周帮农光互补光伏发电项目总投资2.25亿元,占地1037亩,装机容量45兆瓦,年均发电量约6312.49万千瓦时。该项目依托八达镇龙保村荒山资源,采用“板上发电、板下种植”的农光互补模式,推动生态修复、产业提质与农民增收协同发展。前期工作中,当地党委政府及村干部深入群众开展政策宣传,仅用两个月即完成千余亩土地流转,保障项目高效落地。截至当前,已完成投资1.5063亿元,计划9月实现全容量并网,新建220kV升压站接入句町变电站。建设期间吸纳50人次技术工人就业,年发放劳务工资约300万元;运营后预计年税收贡献约400万元。