光伏逆变器的概念
逆变器又称电源调整器,根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器,根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。
光伏逆变器的结构原理
逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置,主要用于把直流电力转换成交流电力。一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压;逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。逆变器主要由晶体管等开关元件构成,通过有规则地让开关元件重复开-关(ON-OFF),使直流输入变成交流输出。当然,这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实用。一般需要采用高频脉宽调制(SPWM),使靠近正弦波两端的电压宽度变狭,正弦波中央的电压宽度变宽,并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝一方向动作,这样形成一个脉冲波列(拟正弦波)。然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。
元器件的构成:
光伏逆变器一般采用霍尔电流传感器来进行电流采样,从小功率到大功率所采用的电流传感器形式不一,列举一些例子如下:
100KW:检测电流是300A左右,一般都会采用JCE308-TS7电流传感器
250KW:检测电流是500A左右,一般都会采用JCE508-TS6电流传感器
500KW:检测电流是1000A左右,一般会采用JCE1005-FS电流传感器
1MW:检测电流是2000A左右,一般会采用JCE2005-FS电流传感器
对于电流传感器要求精度高、响应时间快,而且耐低温、高温等环境要求,目前国内很多厂家都用开环电流传感器来取代闭环电流传感器,如:JCE1000-AXS、JCE1500-AXS、JCE2000-AXS等
2、电流互感器
一般采用BRS系列电流互感器,从几百到几千A不等,输出信号一般采用0-5A为标准
3、电抗器
光伏逆变器的功能
逆变器不仅具有直交流变换功能,还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能(并网系统用)、自动电压调整功能(并网系统用)、直流检测功能(并网系统用)、直流接地检测功能(并网系统用)。这里简单介绍自动运行和停机功能及最大功率跟踪控制功能。
1、自动运行和停机功能
早晨日出后,太阳辐射强度逐渐增强,太阳电池的输出也随之增大,当达到逆变器工作所需的输出功率后,逆变器即自动开始运行。进入运行后,逆变器便时时刻刻监视太阳电池组件的输出,只要太阳电池组件的输出功率大于逆变器工作所需的输出功率,逆变器就持续运行;直到日落停机,即使阴雨天逆变器也能运行。当太阳电池组件输出变小,逆变器输出接近0时,逆变器便形成待机状态。
2、最大功率跟踪控制功能
太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温度(芯片温度)而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随电流增大而下降的特性,因此存在能获取最大功率的最佳工作点。太阳辐射强度是变化着的,显然最佳工作点也是在变化的。相对于这些变化,始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率点,系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出,这种控制就是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点就是包括了最大功率点跟踪(MPPT)这一功能。
国内光伏并网逆变器主要产品分析
光伏并网逆变器主要分为集中式和分布式两大类。国内集中式并网逆变器以合肥阳光电源为代表,科诺伟业、索英电气、冠亚、志成冠军等也是集中式并网逆变器的生产厂商,但从规模、品种系列等方面均不及合肥阳光电源;上海英伟力科技采取了与传统集中式并网逆变器完全不同的发展思路,是国内首家研制分布式光伏并网微型逆变器的公司。下面分别以阳光电源和英伟力新能源为代表,对两类并网逆变器产品进行分析。
阳光电源的光伏并网逆变器分为组串型和电站型,均属于集中式并网逆变器,集中式并网逆变器将多个光伏组件串并联组合形成足够高的电压或功率,在经逆变器统一并网。组串型光伏并网逆变器适用于中小型光伏发电系统,电站型光伏并网逆变器适用于大中型光伏发电系统,其产品主要性能特点如下:
1)功率等级:组串型1.5kW~10kW,电站型30kW~1MW;
2)输入电压等级:组串型150V以上,电站型450V以上;
3)输出电压:220VAC、380VAC;
4)最大变换效率:94.5%~95%;
5)最大功率点跟踪(MPPT)效率:99.9%;
6)通讯及保护功能:完善。
光伏逆变器生产厂家及其产品特点汇总
一、阳光电源
SunAccess光伏并网逆变器特点
1、高效率和创新技术
采用国际先进的IGBT和智能功率模块(IPM),MPPT自寻优技术,先进的设备冷却系统,保证了逆变器即使在环境温度达到50℃(个别产品甚至达到55℃)时也能够100%全功率地输出电能,总体效率高,这些保证了逆变器的更高性能和更长的使用寿命。
2、高质量和高可靠性
阳光电源的高质量和高可靠性的光伏并网逆变器是经过TüV和CE型式认证的高质量产品。优化的软硬件设计使逆变器即使在电网条件较恶劣的情况下也不停机。输入电压的范围大,保证了接入的光伏阵列有了更多的组合方式。性价比高,它不仅仅只表现在迅速和优质的服务上。
3、快速和简便的安装方式
最优化设计,便于运输和安装。输入电压的范围大,保证了接入的光伏阵列有了更多的组合方式。
4、界面友好和操作简便
阳光电源的光伏并网逆变器外观设计漂亮,多语种液晶显示,界面友好,使用更简便。阳光电源的光伏并网逆变器标准配置了RS485接口,并可拓展以太网、GPRS通讯模块,确保了数据传输具有更多的选择。
组串型/无变压器型SG1K5TL-31特点
体积小,重量轻,外型美观,直插式防水端子,转换效率高。产品批量出口澳大利亚,欧洲等国家地区,得到了中小功率系统用户的一致认可和好评。产品取得AS4777、TUV、CE、Enel-GUIDA、金太阳等认证•高转换效率达97.3%
•户外型设计(IP54)适应严酷的使用环境
•多语种液晶显示界面,可自由设置各种运行参数•完善的保护功能,系统的可靠性更高•优质的铝质材外观设计,体积小,重量轻,安装简便•TÜVCE认证,意大利Enel-GUIDA认证,金太阳认证
电站型/无变压器型SG500KTL特点
无变压器设计,转换效率高。有功功率降额,无功功率可调,模块化设计便于安装维护,多语种触摸屏。是大型光伏电站的首选。产品成功应用于上海世博会,敦煌特许权项目,虹桥高铁枢纽,意大利大型地面电站等国内外重点项目。产品取得DK5940、CE、金太阳等认证
•低电压穿越功能
•有功功率连续可调(0-100%)功能
•无功功率可调,功率因数范围超前0.9至滞后0.9•最高转换效率达98.7%•精确的输出电能计量•多语种触摸屏监控界面•辅助电加热,最低环境温度-30℃
•适应高海拔应用,最高可达6000米(超过3000米需降额使用)•金太阳认证、TÜV、Enel-GUIDA认证、符合德国中压电网BDEW指令
二、石家庄科林电气股份有限公司
旗下子公司天津科林有限公司是专业研发生产光伏逆变器的厂家,其研发实力较强,并和能源协会合作研发后台监控项目,发展迅猛。
组串型单相光伏并网逆变器KE-GU3KTL特点:
1.最大转换效率可达99.3%,欧洲效率98.8%
2.防孤岛效应保护
3.快速、高精度的MPPT,跟踪效率达99.5%以上
4.工频变压器隔离,安全可靠
5.膜电容使用,提高系统可靠性,延长系统寿命
6.安装简单、可靠
7.宽输入电压,发电时间长,效益高
8.温度操作范围大,-25℃~+55℃
9.有功、无功连续可调,电网友好型光伏逆变器
10.防护等级IP20
11.无夜间自耗电
13.产品寿命大于25年
14.MPPT效率》99%
15.无变压器设计,体积小巧
16.完善的保护功能
17.配置RS232/RS485等多种通讯方式
18.具备手机APP自助查询数据如:每日发电量、每日收益等数据
19.最大功率点跟踪(MPPT)效率>99.9%20.采用国际知名元器件,高转换效率
认证:CQC
CNCA/CTS0004-2009A
CNCA/CTS0006-2010
组串型三相光伏并网逆变器KE-GT10KTL、KE-GT12KTL、KE-GT15KTL、KE-GT17KTL、KE-GT20KTL特点:
1.最大转换效率可达99.3%,欧洲效率98.8%
2.防孤岛效应保护
3.快速、高精度的MPPT,跟踪效率达99.5%以上
4.工频变压器隔离,安全可靠
5.膜电容使用,提高系统可靠性,延长系统寿命
6.安装简单、可靠
7.宽输入电压,发电时间长,效益高
8.温度操作范围大,-25℃~+55℃
9.有功、无功连续可调,电网友好型光伏逆变器
10.防护等级IP2011.无夜间自耗电
12.RS485为标准通信方式,以太网/蓝牙为可选通信方式
13.产品寿命大于25年
14.MPPT效率》99%
15.无变压器设计,体积小巧
16.完善的保护功能
17.配置RS232/RS485等多种通讯方式
18.具备手机APP自助查询数据如:每日发电量、每日收益等数据
19.最大功率点跟踪(MPPT)效率>99.9%
20.采用国际知名元器件,高转换效率
集中型三相光伏并网逆变器KE-GT100K、KE-GT250K特点:
1.最大转换效率可达99.3%,欧洲效率98.8%
2.防孤岛效应保护
3.快速、高精度的MPPT,跟踪效率达99.5%以上
4.工频变压器隔离,安全可靠
5.膜电容使用,提高系统可靠性,延长系统寿命
6.安装简单、可靠
7.宽输入电压,发电时间长,效益高
8.温度操作范围大,-25℃~+55℃
9.有功、无功连续可调,电网友好型光伏逆变器
10.防护等级IP20
11.无夜间自耗电
12.RS485为标准通信方式,以太网/蓝牙为可选通信方式
13.产品寿命大于25年
14.MPPT效率》99%
15.无变压器设计,体积小巧
16.完善的保护功能
17.配置RS232/RS485等多种通讯方式
18.具备手机APP自助查询数据如:每日发电量、每日收益等数据
19.最大功率点跟踪(MPPT)效率>99.9%
20.采用国际知名元器件,高转换效率
三、深圳科士达
单相组串式KSG1.5K~4K系列、KSG4.2K~6K系列特点:
1.产品寿命大于25年
2.MPPT效率》99%
3.欧洲效率高达96.7%
4.无变压器设计,体积小巧
5.防护等级达到IP65,适合户外安装
6.完善的保护功能
7.配置RS232/RS485等多种通讯方式
三相组串式KSG10K~20K系列特点:
1.产品寿命大于25年
2.MPPT效率》99%
3.欧洲效率高达96.5%以上
4.无变压器设计,体积小巧
5.完善的保护功能
6.配置RS232/RS485等多种通讯方式
集中型模块化KSG系列55K~330K特点:
•达到CEC高能源效率等级
•MPPT精度高于99%
•实时MPPT,不断扫描避免工作在次级功率峰值高可靠性
•电解电容数量减少
•模块化架构;单一模块故障,系统发电损失降至最低商业级逆变器容易维护和修复
•模块化架构,所有模块通用
•全系列产品共享备件
•维护便捷,保险、浪涌抑制器及模块都可以从前面板更换高度灵活
•宽输入电压范围和工作温度范围
•可升级的架构,单机容量可从55KW扩展至330KW
•多个MPPT通道•分散控制结构、多种配置模式:主-从模式:
•具有冗余功能,自动分配输入功率
•单个模块故障时系统仍可正常工作多-主模式:
•每个模块具有独立MPPT输入,MPPT跟踪效果最佳
•部分光伏阵列失效,不会影响整个系统,只关闭对应逆变模块
四、颐和新能源
组串型逆变器[无变压器]EHE-N1K5TL特点:
·采用先进的IGBT功率模块·最大功率点跟踪(MPPT)效率>99.9%·内置直流断路开关
·先进反孤岛技术
·模块设计易安装、操作及维修
·高转换效率、低温升、低噪音、长寿命
·多种语言液晶显示。兼容多种通讯方式、
·宽范围的MPPT输入电压范围
·完善的系统保护,更高的可靠性
组串型逆变器[带变压器]EHE-N1K5、N1K5-UK特点:
·主要元器件选用国际知名品牌,高效率、高稳定
·严格的系统热设计,低温升,长寿命
·先进的MPPT算法,效率》99.9%
·宽功率范围内的高性能指标
·先进的反孤岛技术
·完善的系统保护功能,高可靠性设计
·工频高效变压器隔离,适用于晶体和薄膜组件
·多种通讯接口,多语言液晶显示设置
·可编程的保护及运行参数
·模块化设计,安装、操作、维护简便
·经过严格的环境测试,适应严酷的应用环境
·IP65防护等级设计,符合室外安装
电站型逆变器EHE-N100K特点:
·采用国际知名元器件,高转换效率,低温升,长寿命设计
·先进的MPPT算法,效率》99.9%
·宽功率范围内的高性能指标
·先进的反孤岛技术
·完善的系统保护功能,高可靠性设计
·低电压穿越功能和有功、无功调度功能(可选)
·工频高效变压器隔离,适用于晶体和薄膜组件
·多种通讯接口,多语言液晶显示设置
·可编程的保护及运行参数
·模块化设计,安装、操作、维护简便
·宽温度范围涉及,适应恶劣的环境
·满足德国EWENETZ功率调节要求(100%、60%、30%、0%)
五、京仪绿能
光伏逆变器JYNB系列特点:
1、新颖的冷却设计
采用英飞凌第4代IGBT芯片技术及独特的风道设计,在环境温度高达50oC时仍能满功率可靠运行。
2、高转化效率
采用先进的控制策略,MPPT最大功率跟踪技术保证逆变器实现最大功率输出,100kW逆变器最大逆变效率达到97%,500kW逆变器最大效率98.5%
3、完美的并网性能
额定工况并网电流谐波低于3%,实现了完美正弦电流并网。
4、友好的人机界面
设备配套有易于操作的人机操作界面,现场操作人员可通过彩色触摸屏实时设置逆变器参数、监控逆变器运行状态、绘制发电数据曲线等。
5、高稳定性及可靠性
全数字控制系统,并采用光纤传输触发信号,抑制磁场干扰,提高控制系统的电磁兼容性,保证系统的稳定运行。
6、模块化设计
高效率的大功率功率模块技术,为产品提供便捷的维护与保养。
JYNB-250K/250KHE特点:
1、先进的第四代IGBT模块,可靠性强
2、DSP全数字化矢量控制,性能优异
3、先进的最大功率电跟踪技术(MPPT)最大效率可达98.6%
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