光伏逆变器介绍(光伏逆变器的选型)

海潮机械 2023-01-04 04:03 编辑:admin 135阅读

1. 光伏逆变器的选型

首先要确定是并网还是离网。逆变器的配置除了要根据整个光伏发电系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的产品样本手册来确定。一般还要重点考虑下列几项技术指标。     

1、额定输出功率  额定输出功率表示光伏逆变器向负载供电的能力。额定输出功率高的光伏逆变器可以带更多的用电负载。选用光伏逆变器时应首先考虑具有足够的额定功率,以满足最大负荷下设备对电功率的要求,以及系统的扩容及一些临时负载的接入。当用电设备以纯电阻性负载为生或功率因数大于0.9时,一般选取光伏逆变器的额定输出功率比用电设备总功率大10%`15%。     

2、输出电压的调整性能  输出电压的调整性能表示光伏逆变器输出电压的稳压能力。一般光伏逆变器产品都给出了当直流输入电压在允许波动范围变动时,该光伏逆变器输出电压的波动偏差的百分率,通常称为电压调整率。高性能的光伏逆变器应同时给出当负载由零向100%变化时,该光伏逆变器输出电压的偏差百分率,通常称为负载调整率。性能优良的光伏逆变器的电压调整率应小于等于±3%,负载调整率就小于等于±6%。     

3、整机效率  整机效率表示光伏逆变器自身功率损耗的大小。容量较大的光伏逆变器还要给出满负荷工作和低负荷工作下的效率值。一般KW级以下的逆变器的效率应为85%以上;10KW级的效率应为90%以上;更大功率的效率必须在95%以上。逆变器效率高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要影响,因此选用光伏逆变器要尽量进行比较,选择整机效率高一些的产品。     

4、启动性能  光伏逆变器应保证在额定负载下可靠启动。高性能的光伏逆变器可以做到连续多次满负荷启动而不损坏功率开关器件及其他电路。小型逆变器为了自身安全,有时采用软启动或限流启动措施或电路。  以上几条是作为光伏逆变器设计和选购的主要依据,也是评价光伏逆变器技术性能的重要指标。

2. 光伏逆变器的选型要求

24千瓦光伏发电板用20千瓦的逆变器是不行的,如果太阳光照充足时发电板发岀的电流大是会烧坏逆变器的

3. 光伏逆变器选型看直流功率还是交流功率

1、普通型逆变器

直流12V或24V输入,交流220V、50Hz输出,功率从75W到5000W,有些型号具有交、直流转换即UPS功能。

2、逆变/充电一体机

在此类逆变器中,用户可以使用各种形式的电源为交流负载供电:有交流电时,通过逆变器使用交流电为负载供电,或为蓄电池充电;无交流电时,用蓄电池为交流负载供电。它可与各种电源结合使用:如蓄电池、发电机、太阳能电池板和风力发电机等。

3、邮电通信专用逆变器

为邮电、通信提供高品质的48V逆变器,其产品质量好、可靠性高、模块式(模块为1KW)逆变器,并具有N 1冗余功能、可扩充(功率从2KW到20KW)。

4、航空、军队专用逆变器

此类逆变器为28Vdc输入,可提供下列交流输出:26Vac、115Vac、230Vac,其输出频率可为:50Hz、60Hz及400Hz,输出功率从30VA到3500VA不等。还有供航空专用的DC-DC转换器及变频器。

二、按输出波形分类:

1、方波逆变器

方波逆变器输出的交流电压波形为方波。此类逆变器所使用的逆变线路也不完全相同,但共同的特点是线路比较简单,使用的功率开关管数量很少,设计功率一般在百瓦至千瓦之间。

方波逆变器的优点是:线路简单、价格便宜、维修方便。

缺点是由于方波电压中含有大量高次谐波,在带有铁心电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗,对收音机和某些通讯设备有干扰。此外,这类逆变器还有调压范围不够宽,保护功能不够完善,噪声比较大等缺点。

2、阶梯波逆变器

此类逆变器输出的交流电压波形为阶梯波,逆变器实现阶梯波输出也有多种不同线路,输出波形的阶梯数目差别很大。阶梯波逆变器的优点是,输出波形比方波有明显改善,高次谐波含量减少,当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波。

当采用无变压器输出时,整机效率很高。

缺点是,阶梯波叠加线路使用的功率开关管较多,其中有些线路形式还要求有多组直流电源输入。这给太阳能电池板方阵的分组与接线和蓄电池的均衡充电均带来麻烦。

此外,阶梯波电压对收音机和某些通讯设备仍有一些高频干扰。

3、正弦波逆变器

正弦波逆变器输出的交流电压波形为正弦波。

正弦波逆变器的优点是,输出波形好,失真度很低,对收音机及通讯设备干扰小,噪声低。此外,保护功能齐全,整机效率高。

缺点是:线路相对复杂,对维修技术要求高,价格较贵。

上述三种类型逆变器的分类,有利于光伏系统和风力发电系统设计人员和用户对逆变器进行识别和选型。实际上,波形相同的逆变器在线路原理,使用器件及控制方法等等方面仍有很大区别。

以上是对逆变器类型与优缺点的讲述,按照你的需求去选择适合的逆变器,希望这个答复对你有所帮助。

4. 光伏逆变器的选型标准

首先要确定是并网还是离网。逆变器的配置除了要根据整个光伏发电系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的产品样本手册来确定。一般还要重点考虑下列几项技术指标。      

1、额定输出功率   额定输出功率表示光伏逆变器向负载供电的能力。额定输出功率高的光伏逆变器可以带更多的用电负载。选用光伏逆变器时应首先考虑具有足够的额定功率,以满足最大负荷下设备对电功率的要求,以及系统的扩容及一些临时负载的接入。当用电设备以纯电阻性负载为生或功率因数大于0.9时,一般选取光伏逆变器的额定输出功率比用电设备总功率大10%`15%。      

2、输出电压的调整性能   输出电压的调整性能表示光伏逆变器输出电压的稳压能力。一般光伏逆变器产品都给出了当直流输入电压在允许波动范围变动时,该光伏逆变器输出电压的波动偏差的百分率,通常称为电压调整率。高性能的光伏逆变器应同时给出当负载由零向100%变化时,该光伏逆变器输出电压的偏差百分率,通常称为负载调整率。性能优良的光伏逆变器的电压调整率应小于等于±3%,负载调整率就小于等于±6%。      

3、整机效率   整机效率表示光伏逆变器自身功率损耗的大小。容量较大的光伏逆变器还要给出满负荷工作和低负荷工作下的效率值。一般KW级以下的逆变器的效率应为85%以上;10KW级的效率应为90%以上;更大功率的效率必须在95%以上。逆变器效率高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要影响,因此选用光伏逆变器要尽量进行比较,选择整机效率高一些的产品。      

4、启动性能   光伏逆变器应保证在额定负载下可靠启动。高性能的光伏逆变器可以做到连续多次满负荷启动而不损坏功率开关器件及其他电路。小型逆变器为了自身安全,有时采用软启动或限流启动措施或电路。   以上几条是作为光伏逆变器设计和选购的主要依据,也是评价光伏逆变器技术性能的重要指标。

5. 光伏逆变器选型的技术原则

1、IGBT额定电压的选择

三相380V输入电压经过整流和滤波后,直流母线电压的最大值:在开关工作的条件下,IGBT的额定电压一般要求高于直流母线电压的两倍,根据IGBT规格的电压等级,选择1200V电压等级的IGBT。

2、IGBT额定电流的选择

以30kW变频器为例,负载电流约为79A,由于负载电气启动或加速时,电流过载,一般要求1分钟的时间内,承受1.5倍的过流,择最大负载电流约为119A ,建议选择150A电流等级的IGBT。

3、IGBT开关参数的选择

变频器的开关频率一般小于10kHZ,而在实际工作的过程中,IGBT的通态损耗所占比重比较大,建议选择低通态型IGBT。

4、影响IGBT可靠性因素

(1)栅电压

IGBT工作时,必须有正向栅电压,常用的栅驱动电压值为15~187,最高用到20V, 而棚电压与栅极电阻Rg有很大关系,在设计IGBT驱动电路时, 参考IGBT Datasheet中的额定Rg值,设计合适驱动参数,保证合理正向栅电压。因为IGBT的工作状态与正向棚电压有很大关系,正向栅电压越高,开通损耗越小,正向压降也咯小。

在桥式电路和大功率应用情况下,为了避免干扰,在IGBT关断时,栅极加负电压,一般在-5- 15V,保证IGBT的关断,避免Miller效应影响。

(2)Miller效应

为了降低Miller效应的影响,在IGBT栅驱动电路中采用改进措施:(1)开通和关断采用不同栅电阻Rg,ON和Rg,off,确保IGBT的有效开通和关断;(2)栅源间加电容c,对Miller效应产生的电压进行能量泄放;(3)关断时加负栅压。在实际设计中,采用三者合理组合,对改进Mille r效应的效果更佳。

IGBT是逆变器主要使用的主要功率开关器件,也是逆变器中主要工作器件,合理选择IGBT是保证IGBT可靠工作的前提,同时,要根据三相逆变电路结构的特点,选择低通态型IGBT为佳。根据IGBT的棚特性,合理设计栅驱动结构, 保证IGBT有效的开通和关断, 降低Miller效应的影响