太阳能发电系统及光伏逆变器(家用太阳能光伏发电逆变装置设计)

海潮机械 2023-01-27 20:25 编辑:admin 262阅读

1. 家用太阳能光伏发电逆变装置设计

500W的光伏板18V,应该配置12V50A的太阳能控制器,12V210Ah锂电池组,还有1000W的逆变器。这种配置是家用小型太阳能发电储能系统的常规配置。

下面分享一下选择配置的方法。

1、选择配置太阳能控制器

太阳能光伏储能系统中,太阳能光伏板18V,应该选择12V系列的锂电池组,按照500W的光伏板,满功率充电的情况下,最大持续的充电电流是500W/12V=42A,所以选择40A的控制器小了,不合适,应该选择50A的控制器。

太阳能控制器的参数设置,如下:

①控制器中锂电池组欠压保护参数设置

太阳能控制器要先于锂电池保护板进行欠压保护,所以控制器内部的欠压保护值要高于锂电池组的保护板欠压保护值,这样有利于锂电池组的循环寿命。

如果是12V系列的三元锂电池组,锂电池保护板的欠压保护会是8.4V,太阳能控制器的欠压保护设置应该为9V,让控制器先于锂电池保护板进行欠压保护。

如果是磷酸铁锂12V的电池组,保护板的欠压保护会是8V,而太阳能控制器的欠压保护设置应该为10V,因为磷酸铁锂电池在放电快结束时的电压跳动特别大,所以太阳能控制器的欠压保护会设置高一些,让控制器更快些进行欠压保护。也是为了磷酸铁锂电池的寿命考虑。

②充电过流保护参数设置

太阳能控制器中,如果额定的持续电流是50A,那充电过流的参数设置应该是1.1倍,也就是55A左右,延时时间3秒。也就是说充电电流如果达到了55A以上,而且充电时间超过了3秒,说明系统异常了,控制器将会切断充电回路,避免整个太阳能储能系统被异常损坏。

③过载保护与短路保护

太阳能控制器设置过载保护值,为额定电流的1.2倍左右,保护的延时时间应为30秒左右,两个条件都满足时,控制器就会认为系统处于过载的异常情况,就会切断放电回路,无输出。

按照1000W逆变器的配置,放电的额定电流是85A左右,所以太阳能控制器设置的过载保护电流为100A。

太阳能控制器的短路保护参数值,会设置为额定电流的2倍(170A),延时时间us级别,时间反应更快,避免储能系统被异常的大电流损坏。

2. 太阳能发电 逆变器

大功率逆变器MPPT最大功率跟踪范围是420-850V,

也就是说直流电压420V的时候输出功率达到100%。

简单讲:峰值电压(DC420V)转换成和交流电有效电压,乘以转换系数获得(AC270V),该系数与输出侧电压调压范围及脉宽输出占空比有关。

270的调压范围(-10%至10%)那么:直流侧DC420V时的输出电压最高值为AC297V;

获得AC297V交流电有效值,直流电压(交流电峰值电压)为297*1.414=420V;

反过来计算就可以得到AC270V;

其过程是:DC420V直流电经开光关(IGBT、IPM等),进行PWM(脉宽调制)控制,再通过滤波后得到交流电的。

3. 太阳能光伏发电及其逆变控制

这里我们可以做一个这样的设计,假若初始电站设计容量为A(MW),通过计算当电站电池板扩容到B(MW)时,电站的全局投资性价比为最优,此时该电站的最佳容配比为:K=B/A。当超过逆变器标称功率的100%、105%、110%时,其最优容量配比分别为1.05、1.1、1.15。明确了最佳容配比,在光伏电站设计的时候要稍加注意。另外光伏电站最优容量配置比还受一些内外在因素的影响,如太阳能光照资源、电站效率、逆变器发电能力、电站综合单价以及光伏组件单价等。

对于用户、系统安装商来说有了这样一个意识,家里安装电站后发电量肯定会想当可观的。

近日,国家发展和改革委员会能源研究所研究员王斯成也发表了对“光伏-逆变器容配比”的看法。他强烈呼吁,尽快给‘光伏-逆变器容配比’松绑。

《GB50797-2012:光伏发电站设计规范》中规定,光伏发电站中安装的光伏组件的标称功率之和称为安装容量,计量单位为峰瓦(Wp);光伏发电系统中逆变器的配置容量应与光伏方阵的安装容量相匹配,逆变器允许的最大直流输入功率应不小于其对应的光伏方阵的实际最大直流输出功率。

而在国际上,光伏发电系统的交流容量定义为光伏系统额定输出或者该容量为合同约定的最大功率,通常单位为MW。将光伏组件功率之和作为光伏系统的额定功率也很常见,显然,国内的标准还处于“也很常见”的队列之中。在功率比方面,国际上光伏电站通常设计成高光伏-逆变器功率比(PVIR)以获得低的度电成本。

事实上,适度提高光伏-逆变器容配比是光伏系统设计重要的技术创新,2012年之后普遍被光伏界所接受,尤以美国FirstSolar为代表,其电站容配比一般都选在1.4:1.0。

“在美国,我参观过一家容配比为1.4:1.0的光伏电站,上午时功率满功率运行,在正常的时间内,不会超负荷运行,逆变器达到额定功率以后转入限功率运行,不会影响安全性。”

如果基于平均化度电成本最低的原则来判定系统的优劣,系统最优的光伏-逆变器容配比均大于1:1。换句话说,一定程度的提升光伏组件容量(也称组件超配),将有助于提升系统的整体效益。事实上,目前很多电站为了提高逆变器的运行效率和电站收益,都采用了组件超配的方法。

4. 光伏发电 逆变器

偏高了

一般逆变器最高温度限制在75度,超过了就会进入高温保护而断电关机的。基本上逆变器的散热风扇都提供智能启动功能,大多在45度就开始工作,当然不同品牌的逆变器根据电子元器件使用的不同对温度的控制或有区别,但基本相差不大。

逆变器在工作时如果温度很高,那就是逆变器的能效转换率低,根据能量守衡定律,这电能就浪费在温度上了。温度越高,那使用的电子元器件估计就不怎的了。

5. 太阳能光伏逆变器的功能

光伏逆变器,其英文为PV inverter,是能够将光伏太阳能板锁产生的可变直流电压转换成为市电频率交流的逆变器,可以反馈回商用输电系统,或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡(BOS)之一,可以配合一般交流供电的设备使用。太阳能逆变器有配合光伏阵列的特殊功能,例如最大功率点追踪及孤岛效应保护的机能。

6. 阳光光伏逆变器

阳光电源主营太阳能光伏逆变器、风能变流器及其它电力电源的研发、生产、销售和服务。

特变电工主营是变压器、电线电缆及辅助设备的制造和销售。