文档介绍：简述光伏并网系统核心--光伏逆变器
摘 要:光伏逆变器是光伏发电并网系统中十分关键的一环,它的性能关系到整个光伏发电系统的正常运转与效率。本文借助光伏逆变器的拓扑结构分类,对运用廣泛的光伏逆变器进行阐述。文章分析介绍各种光伏逆电路中加入MPPT,使整个逆变过程效率最大化。
组件式逆变器
组件式逆变器中最为典型的是微型逆变器。微型逆变器的直流侧只连接了一个光伏组件,因此,微型逆变器对每一个单独的光伏组件进行升压、逆变和滤波等操作。
微型逆变器拓扑结构有很多种,可大体上分为单极式和双极式逆变器。目前,一般选用单极式中交错反激式微型逆变器,其电路简单,成本低,效率高,有利于家庭光伏发电的推广。交错反激式逆变拓扑结构主要由双路反激变换器、工频极性反转桥和滤波电路等组成。双路反激变换器并联在光伏组件的输出侧,对其输出电压进行控制,并实现MPPT功能。双路反激变换器并联还能够提高功率等级,减小电流纹波,改善电能质量。工频极性反转桥起到了逆变的功能,经滤波电路后与电网相连。
4 光伏逆变器特点、展望
集中式逆变器
集中式逆变器获得众多大型光伏电站设计者的青睐,一定有其可取之处。第一,控制技术较为成熟,可靠性高,转化效率可达98%以上;第二,集成度高,功率密度大,成本较为低廉;第三,有较为完善的保护功能,提高光伏电站的安全性;第四,回馈电网的交流电功率因数稳定,谐波畸变率能够限制在3%以下;第五,具有功率因数调节、防孤岛、低电压穿越等功能,电网调节性好;第六,谐波含量少,电能质量高。 虽然集中式逆变器已经在市场的调节下占了较大的比例,但是依然存在一些不足之处:(1)每个集中式逆变器只有一台大型汇流箱,如其故障,将会影响整个系統的工作;(2)光伏阵列是由两次汇流形成的,且MPPT是在逆变电路实现的。因此,MPPT不能实时监控到每一路光伏组件的运行情况,不能保证每一路都工作在最佳状态点。若由于某些原因(阴影、温度、光伏组件故障等)导致一部分光伏组件最大功率点发生变化,那么整个系统可能会改变工作点,致使发电效率降低,影响发电量;(3)无冗余能力且发电容量大,如果发生故障,损失将较大;(4)MPPT电压范围窄(一般为450-820V),线损大,组件配置不灵活。
随着光伏产业的逐渐发展,人们对光伏逆变器的要求越来越高。大型光伏电站所需求的大容量和高电压促使新的逆变拓扑结构的产生。除了三相二电平逆变拓扑结构外,三电平、五电平甚至七电平等多电平拓扑结构正在不断地发展。多电平逆变拓扑结构可以减少电路器件所受的应力,提高其耐压能力,从而能够满足更高电压等级的逆变需求。此外,产业发展对集中式逆变器的集成度和功率密度也提出了要求。采用大容量开关元件,集成交直流转换、远程监控、质量优化等于一体,运用新型冷却技术,缩小集中式逆变器的大小,提高逆变器的功率密度,降低建设成本。电网对电能质量的要求促进了空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)的发展。SVPWM是一种新型的PWM控制技术,运用冲量等效原理模拟所需要的正弦波,谐波少,控制电路相对简单,成本低。运用SVPWM,控制效果以及生产成本有很高的改善,是目前逆变电路控制优化的研究方向。
组串式逆变器
近年来,组串式逆变器