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光伏并网逆变器概述及分类

乐动体育ai2.0|更新:2021年12月31日

并网逆变器一般分为光伏并网逆变器、风电并网逆变器、电力设备并网逆变器和其他发电设备并网逆变器。

由于建筑的多样性,必然导致太阳能电池板安装的多样性。为了最大限度地提高太阳能的转换效率,同时兼顾建筑物的美观,就要求我国逆变器的多样化,实现太阳能转换的最佳方式。目前,世界上常用的太阳能逆变器方法有:集中逆变器、串联逆变器、多串联逆变器和模块逆变器。

集中式逆变器

集中逆变器一般应用于大型光伏电站(> 10kW)系统中。多个光伏并联串接同一集中逆变器的直流输入端。一般来说,大功率采用三相IGBT功率模块,低功耗采用场效应晶体管,并采用DSP转换控制器来提高产生的电能质量,使其非常接近正弦波电流。最大的特点是系统的高功率和低成本。但由于光伏串的匹配和部分遮阳,降低了整个光伏系统的效率和容量。同时,由于光伏机组的工作状态较差,影响了整个光伏系统的发电可靠性。最近的研究方向是利用空间矢量调制控制,开发新型的逆变器拓扑连接,以获得局部负载下的高效率。

系列逆变器

串联逆变器已成为国际市场上最流行的逆变器。串联逆变器是基于模块化的概念。每个光伏串联(1kw-5kw)通过一个逆变器,直流端跟踪最大功率峰值,交流端并网。许多大型光伏电站采用串联逆变器。优点是不受串间模块差和明暗的影响,减少光伏模块与逆变器的最优点不匹配,从而增加发电量。这些技术优势不仅降低了系统成本,而且提高了系统的可靠性。同时,介绍了“主-从”的概念之间的字符串,所以当系统不能使一个电能逆变器使用一个字符串,几组光伏字符串可以连接在一起,使一个或几个工作,以产生更多的电能。最新的概念是用几个逆变器组成一个“团队”来代替“主从”的概念,进一步提高了系统的可靠性。目前,无变压器串联逆变器已经占据了主导地位。

多字符串逆变器

多串联逆变器利用了集中式逆变器和串联逆变器的优点,避免了其缺点,可应用于千瓦光伏电站。多串联逆变器包括不同的单功率峰值跟踪和直流到直流变换器。这些直流电通过一个普通的直流到交流逆变器转换成交流,并连接到电网。不同的光伏串额定值(如额定功率不同、每串模块个数不同、模块厂家不同等)、不同尺寸或技术的光伏模块、不同方向的串(如东、南、西)、不同的倾斜角或阴影可以连接到一个共同的逆变器,同时,每串工作在各自的最大功率峰值。

同时,减小直流电缆的长度,最大限度地减小串间的遮阳效应和串间差异造成的损耗。

模块化逆变器

模块逆变器是将每个光伏模块与逆变器连接,每个模块都有单独的最大功率峰值跟踪,这样模块与逆变器之间的配合就更好了。通常用于50W ~ 400W的光伏电站,总效率比串联逆变器低。由于在交流侧并联,增加了交流侧连接的复杂度,维护难度大。另一个需要解决的问题是如何更有效地接入电网。简单的方法是通过普通交流插座直接接入电网,可以降低成本和设备安装。然而,当地电网的安全标准可能不允许这样做。电力公司可能会反对将发电设备直接连接到普通家庭用户的普通插座上。另一个与安全相关的因素是是否需要隔离变压器(高频或低频)或是否允许无变压器逆变器。该逆变器应用最广泛的是玻璃幕墙太阳能并网逆变器和光伏并网逆变器墙。


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