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光伏并網(wǎng)逆變器的概述和分類

更新時間  2021-05-11 08:35:49 閱讀 400

光伏逆變器是應(yīng)用在太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域的專用逆變器。它將太陽能電池產(chǎn)生的直流電通過電力電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為能夠直接并入電網(wǎng)、負載的交流能量。是光伏系統(tǒng)中不可缺少的核心部件。

并網(wǎng)逆變器作為光伏電池與電網(wǎng)的接口裝置,將光伏電池的電能轉(zhuǎn)換交流電能并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上,在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用,現(xiàn)代逆變技術(shù)為光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展提供了強有力的技術(shù)和理論支持。

光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器

并網(wǎng)逆變器一般分為光伏并網(wǎng)逆變器、風力發(fā)電并網(wǎng)逆變器、動力設(shè)備并網(wǎng)逆變器和其他發(fā)電設(shè)備并網(wǎng)逆變器。

由于建筑的多樣性,勢必導致太陽能電池板安裝的多樣性,為了使太陽能的轉(zhuǎn)換效率高同時又兼顧建筑的外形美觀,這就要求我們的逆變器的多樣化,來實現(xiàn)很佳方式的太陽能轉(zhuǎn)換。現(xiàn)在世界上比較通行的太陽能逆變方式為:集中逆變器、組串逆變器,多組串逆變器和組件逆變。

集中逆變器

集中逆變器一般用與大型光伏發(fā)電站(>10kW)的系統(tǒng)中,很多并行的光伏組串被連到同一臺集中逆變器的直流輸入端,一般功率大的使用三相的IGBT功率模塊,功率較小的使用場效應(yīng)晶體管,同時使用DSP轉(zhuǎn)換控制器來改善所產(chǎn)出電能的質(zhì)量,使它非常接近于正弦波電流。特點是系統(tǒng)的功率高,成本低。但受光伏組串的匹配和部分遮影的影響,導致整個光伏系統(tǒng)的效率和電產(chǎn)能。同時整個光伏系統(tǒng)的發(fā)電可靠性受某一光伏單元組工作狀態(tài)不良的影響。新的研究方向是運用空間矢量的調(diào)制控制,以及開發(fā)新的逆變器的拓撲連接,以獲得部分負載情況下的高的效率。

組串逆變器

組串逆變器已成為現(xiàn)在國際市場流行的逆變器。組串逆變器是基于模塊化概念基礎(chǔ)上的,每個光伏組串(1kW-5kW)通過一個逆變器,在直流端具有大功率峰值跟蹤,在交流端并聯(lián)并網(wǎng)。許多大型光伏電廠使用組串逆變器。優(yōu)點是不受組串間模塊差異和遮影的影響,同時減少了光伏組件佳點與逆變器不匹配的情況,從而增加了發(fā)電量。技術(shù)上的這些優(yōu)勢不僅降低了系統(tǒng)成本,也增加了系統(tǒng)的可靠性。同時,在組串間引入“主-從”的概念,使得在系統(tǒng)在單串電能不能使單個逆變器工作的情況下,將幾組光伏組串聯(lián)系在一起,讓其中一個或幾個工作,從而產(chǎn)出更多的電能。新的概念為幾個逆變器相互組成一個“團隊”來代替“主-從”的概念,使得系統(tǒng)的可靠性又進了一步。目前,無變壓器式組串逆變器已占了很大地位。

多組串逆變

多組串逆變是取了集中逆變和組串逆變的優(yōu)點,避免了其缺點,可應(yīng)用于幾千瓦的光伏發(fā)電站。在多組串逆變器中,包含了不同的單獨的功率峰值跟蹤和直流到直流的轉(zhuǎn)換器,這些直流通過一個普通的直流到交流的逆變器轉(zhuǎn)換為交流電,并網(wǎng)到電網(wǎng)上。光伏組串的不同額定值(如:不同的額定功率、每組串不同的組件數(shù)、組件的不同的生產(chǎn)廠家等等)、不同的尺寸或不同技術(shù)的光伏組件、不同方向的組串(如:東、南和西)、不同的傾角或遮影,都可以被連在一個共同的逆變器上,同時每一組串都工作在它們各自的大功率峰值上。

同時,直流電纜的長度減少、將組串間的遮影影響和由于組串間的差異而引起的損失減到很小。

組件逆變器

組件逆變器是將每個光伏組件與一個逆變器相連,同時每個組件有一個單獨的大功率峰值跟蹤,這樣組件與逆變器的配合更好。通常用于50W到400W的光伏發(fā)電站,總效率低于組串逆變器。由于是在交流處并聯(lián),這就增加了交流側(cè)的連線的復雜性,維護困難。另一需要解決的是怎樣更有效的與電網(wǎng)并網(wǎng),簡單的辦法是直接通過普通的交流電插座進行并網(wǎng),這樣就可以減少成本和設(shè)備的安裝,但往往各地的電網(wǎng)的安全標準也許不允許這樣做,電力公司有可能反對發(fā)電裝置直接和普通家庭用戶的普通插座相連。另一和安全有關(guān)的因素是是否需要使用隔離變壓器(高頻或低頻),或者允許使用無變壓器式的逆變器。這一逆變器在玻璃幕太陽能并網(wǎng)逆變器 光伏并網(wǎng)逆變器墻中使用很廣泛。


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