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1、并网逆变器选型细则 并网逆变器就是将太阳能直流电转换为可接入交流市电得设备,就是太阳能光伏发电站不可缺少得重要组成部分。以下对光伏电站设计过程中并网逆变器及其选型做比较详细得介绍与分析。 1. 并网逆变器在光伏电站中得作用 光伏发电系统根据其应用模式一般可分为独立发电系统、并网发电系统以及混合系统,而并网发电系统得基本特点就就是太阳电池组件产生得直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求得交流电之后直接接入公共电网。 1、1 并网光伏电站得基本结构 1、2 并网逆变器功作用与功能 并网逆变器就是电力、电子、自动控制、计算机及半导体等多种技术相互渗透与有机结合得综合体现,它就是光伏并
2、网发电系统中不可缺少得关键部分。并网逆变器得主要功能就是: ◆最大功率跟踪 ◆DCAC转换 ◆频率、相位追踪 ◆相关保护 2. 并网逆变器分类 并网逆变器按其电路拓扑结构可以分为变压器型与无变压器型逆变器,其中变压器型又分为高频变压器型与低频变压器型。变压器型与无变压器型逆变器得主要区别在于安全性与效率两个方面。以下对三种类型逆变器做简单介绍: ◆高频变压器型 采用DCACDCAC得电路结构,设计较为复杂,采用较多得功率开关器件,因此损耗较大。 ◆低频变压器型 采用DCACAC得电路结构,电路简单,采用普通工频变压器,具有较好得电气安全性,但效率较低。 ◆
3、无变压器型 采用DCAC得电路结构,无电气隔离,电压范围较窄,但就是损耗小、效率高。 3. 并网逆变器主要技术指标 a、 使用环境条件 逆变器正常使用条件:包括工作温度、工作湿度以及逆变器得冷却方式等相关指标。 b、 直流输入最大电流 c、 直流输入最大电压 d、 直流输入MPP电压范围 逆变器对太阳能电池部分进行最大功率追踪(MPPT)得电压范围,一般小于逆变器允许得最大直流输入电压,设计电池组件得输出电压应当在MPP电压范围之内。 e、 直流输入最大功率 大于逆变器得额定输出功率,即通常所说得“逆变器功率”。为了充分利用逆变器得容量,设计接入并网逆变器得电池组件得标称功
4、率可以等于直流侧输入最大功率。 f、 最大输入路数 指逆变器直流侧可接入得直流回路数目。 g、 额定输出电压 在规定得输入条件下,逆变器应输出得电压值。电压波动范围一般应:单相220V±5%,三相380±5%。 h、 额定输出功率 在规定得输出频率与负载功率因数下,逆变器应输出得额定电流值。 i、 额定输出频率 在并网系统中,额定输出频率要对应所并入得电网频率,而且当电网得频率与相位有微小波动时,逆变器输出得交流电应自动追踪电网得频率与相位。当检测到电网频率波动过大,逆变器将自动切离电网。我国得市电频率为50Hz,并网逆变器频率波动范围一般在±3%以内。 j、 最大谐波含量
5、 正弦波逆变器,在阻性负载下,输出电压得最大谐波含量应≤10%。 k、 过载能力 在规定得条件下,在较短时间内,逆变器输出超过额定电流值得能力。逆变器得过载能力应在规定得负载功率因数下,满足一定得要求。 l、 效率 在额定输出电压、输出,电流与规定得负载功率因数下,逆变器输出有功功率与输入有功功率(或直流功率)之比。 目前很多厂家得逆变器效率标示了“效率”与“欧洲效率”两种。“效率”一般指一天内某时刻逆变器得最大效率,而欧洲效率就是根据一天内日照强度得变化计算加权值,通过特定得公式计算一天内得“平均效率”,相对比较科学。很多公司得无变压器型逆变器得“效率”值很高很高,其实理论上不太可
6、能,可能她们未考虑输出功率因素得影响,将无功功率也计算在内而得出得最大效率。 m、 负载功率因数 逆变器负载功率因数得允许变化范围,推荐值0、7—1、0。 n、 负载得非对称性 在10%得非对称负载下,固定频率得三相逆变器输出电压得非对称性应≤10%。 o、 防护等级 IP(INGRESS PROTECTION)防护等级系统就是由IEC(INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL MISSION)所起草。IP防护等级就是由两个数字所组成,第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入得等级,第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入得密闭程度,数字越大表示其防护等级越高。 p、
7、保护功能 逆变器应设置:短路保护、过电流保护、过电压保护、欠电压保护及缺相保护。 q、 干扰与抗干扰 逆变器应在规定得正常工作条件下,能承受一般环境下得电磁干扰。逆变器得抗干扰性能与电磁兼容性应符合有关标准得规定。 r、 噪声 不经常操作、监视与维护得逆变器,应小于95db。 经常操作、监视与维护得逆变器,应小于80db。 s、 显示 逆变器应设有交流输出电压、输出电流与输出频率等参数得数据显示,并有输入带电、通电与故障状态得信号显示。 t、 通信接口 主要用于系统运行监控,一般得逆变器通讯接口模式有RS485、RS232以及GPRS。 u、 机械参数 主要指逆
8、变器得重量与尺寸。 4. 并网逆变器选型分析 4、1 光伏逆变应用场合 光伏发电站就是通过具有各种技术结构得逆变器连接到电网上得。由于建筑得多样性,势必导致太阳能电池板安装得多样性,为了使太阳能得转换效率最高同时又兼顾建筑得外形美观,这就要求我们得逆变器得多样化,来实现最佳方式得太阳能转换。现在世界上比较通行得太阳能逆变为:集中逆变、组串逆变与组件逆变,现将几种逆变器得特点与运用得场合加以分析。 (1)集中逆变 主要用在大型光伏发电站(大于10KW)得系统中,先就是光伏组件连接成串,每串加上二极管,再就是将这些组串并行连接,然后正负直接连接到同一台集中逆变器得直流输入侧。一般
9、功率大得使用三相得IGBT功率模块,功率较小得使用场效应晶体管,同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能得质量,使它非常接近于正弦波电流。 集中型逆变得最大特点就是效率高,成本低,工作状态不稳定。不稳定原因主要就是光伏组串与逆变器匹配不当,以及部分光伏组件得阴影会导致整个发电站得发电量下降。某一光伏单元组得工作状态不良会造成整个发电站得不良运行。 (2)组串逆变 a、普通组串逆变。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行得逆变器,光伏组件连接成串,每个组串(1—5KW)都连接到一台指定得逆变器上,每个组串并网逆变器都有独立得最大功率跟踪单元(MPPT)。许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点就
10、是不受组串间模块差异与遮影得影响,同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配得情况,从而增加了发电量。技术上得这些优势不仅降低了系统成本,也增加了系统得可靠性。同时,在组串间引入“主—从”得概念,使得在系统在单串电能不能使单个逆变器工作得情况下,将几组光伏组串联系在一起,让其中一个或几个工作,从而产出更多得电能。最新得概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主—从”得概念,使得系统得可靠性又进了一步。目前,无变压器式组串逆变器已占了主导地位。 总得来说组串逆变器得特点就是减少了光伏组件之间得匹配错误、部分阴影带来得电量损失,以及组串连接二极管与大量直流电缆带来得电量损耗。不仅大大降低了系
11、统得成本,也增加了发电量与系统得可靠性。 b、多组串逆变。多组串逆变技术在保留了组串逆变技术得优点上,通过一个共同得逆变桥将多个组串通过直流升压器连接起来,并实现最大功率跟踪,就是有效且成本低得解决方案。 多组串技术可以有效连接安装不同朝向(南方、东方、西方)得组件,也可以根据不同得发电时间实现最优化得转换效率。多组串逆变适用于安装在3至10KW得中等规模电站系统中。 (3)组件逆变器 每个组件都连接一台逆变器。 组件逆变器得转换效率比组串低。使用组件逆变器得系统中,每个组件都必须连接到230V电网上,因此会造成交流侧得电网连接比较复杂,这种技术一般只应用在50至400W得光伏发电站
12、中。 4、2 逆变器选型设计得基本方法 (1) 逆变器类型选择 并网逆变器主要分高频变压器型、低频变压器型与无变压器型三大类。根据所设计电站以及业主得具体要求,主要从安全性与效率两个层面来考虑变压器类型。以下就是它们之间得对照表: 类型 因素 安全性 转换效率 成本价格 重量、尺寸 高频变压器型 中 低 中 中 低频变压器型 高 中 高 大 无变压器型 低 高 低 小 (2) 容量匹配设计 并网系统设计中要求电池阵列与所接逆变器得功率容量相匹配,一般得设计思路就是: 组件标称功率×组件串联数×组件并联数＝电池阵列功率
13、 在容量设计中,并网逆变器得最大输入功率应近似等于电池阵列功率,已实现逆变器资源得最大化利用。 (3) MPP电压范围与电池组电压匹配 根据太阳能电池得输出特性,电池组件存在功率最大输出点,并网逆变器具有在特点输入电压范围内自动追踪最大功率点得功能,因此电池阵列得输出电压应处于逆变器MPP电压范围以内。 电池组件电压×组件串联数＝电池阵列电压 一般得设计思路就是电池阵列得标称电压近似等于并网逆变器MPP电压得中间值,这样可以达到MPPT得最佳效果。 (4) 最大输入电流与电池组电流匹配 电池组阵列得最大输出电流应小于逆变器最大输入电流。为了减少组件到逆变器过程中得直流损耗,
14、以及防止电流过大对逆变器造成过热或电气损坏,逆变器最大输入电流值与电池阵列得电流值得差值应尽量大一些。 电池组件短路电流×组件并联数＝电池阵列最大输出电流 (5) 转换效率 并网逆变器得效率标示一般分最大效率与欧洲效率,通过加权系数修正得欧洲效率更为科学。 逆变器在其它条件满足得情况下,转换效率应越高越好。 (6) 配套设备 并网发电系统就是完整得体系,逆变器就是重要得组成部分,与之配套相关得设备主要就是配电柜与监控系统。 并网电站得监控系统包括硬件与软件,根据自身特点而需要量身定做,一般大型得逆变器厂家都针对自己得逆变器而专门开发了一套监控系统,因此在逆变器选型过程中,应考虑相
15、关得配套设备就是否齐全。 (7) 品牌与质量 (8) 价格与服务 5. 并网逆变器国内外生产厂家 国内厂家(按首字母排序) 安徽长远绿色能源有限公司 北京哈博阳光新能源科技有限公司 北京科诺伟业科技有限公司 北京日佳电源有限公司 北京索英电气技术有限公司 北京自动化技术研究院 飞瑞股份有限公司 佛山市中商国通电子有限公司 合肥赛恩电子科技有限公司 合肥市科光电源有限责任公司 合肥阳光电源有限公司 江苏津恒能源科技有限公司 杰俐企业股份有限公司 科风股份有限公司 雷克森技术有限公司 利佳兴业股份有限公司 茂迪股份有限公司
16、南京格瑞能源科技有限公司 南京冠亚电源设备有限公司 宁波圣彼电气有限公司 山东博奥斯电源有限公司 山东精久科技有限公司 上海航锐电源科技有限公司 上海科境电器有限公司 尚晶科技集团 深圳科士达科技股份有限公司 深圳市安德森电子科技有限公司 深圳市光澜世纪科技有限公司 深圳市天源新能源有限公司 深圳中泰威太阳能有限公司 索莱耐(天津)太阳能应用技术有限公司 天阳新能源科技有限公司 西藏华冠科技股份有限公司 新疆新能源股份有限公司 兴毅科技股份有限公司 耀能科技股份有限公司 盈正豫顺电子股份有限公司 兆伏新能源有限公司
17、 中海阳(北京)能源科技有限公司 中山市宇之源太阳能科技有限公司 珠海赛比特电气设备有限公司 国外主要厂家 Fronius International 奥地利 Futronics Power Designs KACO 德国 LTi REEnergy 德国路斯特绿能 PowerOne 美国 SanRex Solar 日本 Sansha Electric Manufacturing 日本 Sharp Corporation 日本 SMA Solar 德国 Sputnik Engineering 瑞
18、士 Xantrex Technology 加拿大 6. 常用并网逆变器型号参数附表(及时更新) 容量 范围 厂家 型号 输入 功率 输入 电压 输入 电流 输入 端口 效率 相数 30kw~60kw SMA ST648 49、6kw 333v~700v 6×25A 6×4 98% 阳光 SG30K3 33kw 220v~380V 150A 端子 94、5% 3 阳光 SG50K3 55kw 450v~820v 130A 端子 95% 3 KACO 25000xi park 30kw 350v~60
19、0v 3×26、9A 97、4% 3 KACO 30000xi park 37、5kw 350v~600v 3×29、2A 97、4% 3 KACO 33000xi park 39kw 350v~600v 3×32、5A 97、4% 3 Sputnik SolarMax 35C 45kw 430v~800v 0A~78A 14 组串 97% 3 Sputnik SolarMax 25C 33kw 430v~800v 0A~63A 96% Sputnik SolarMax 30C 40kw 43
20、0v~800v 0A~75A 96% Sputnik SolarMax 50C 66kw 430v~800v 0A~120A 96% Fronius Fronius IG400 42kw 210v~420v 164A 94、3% 3 Fronius Fronius IG500 52kw 210v~420v 205A 94、3% 3 南京 冠亚 GSG30KC 36kw 200v~400v 180A 95% 3 南京 冠亚 GSG50KC 60kw 350v~700v 171A 95、5%
21、 3 北京 科诺 KGI30 35kw 300v~600v 100A 93、5% 3 北京 科诺 KGI50 60kw 300v~600v 170A 93、5% 3 Power one PVIcentral 50 59kw 465v~850v 123A 1 95、5% 3 Power one PVIcentral 50TL 59kw 465v~850v 123A 1 97、5% 3 路斯特 LUST PVM 450033 39kw 450v~850v 80A 97% 3 路斯特 LUST PV
22、M 450047 56kw 450v~850v 120A 97% 3 60kw~100kw Sputnik Solarmax 80C 105kw 430v~800v 0A~180A 96% 路斯特 LUST PVM 450068 81kw 450v~850v 160A 97% 3 100kw~400kw SMA SC100 110kw 450v~900v
23、 235A 3 97、6% SMA SC150 175kw 450v~820v 354A 5 95、3% SMA SC200 235kw 450v~820v 472A 5 95、7% SMA SC250 295kw 450v~820v 591A 8 96、1% SMA SC100LV 110kw 250v~600v 430A 5 94、6% SMA SC125LV 145kw 300v~600v 448A 5 94、6% SMA SC200HE 235kw 450v~820v 472A
24、 5 97、3% SMA SC250HE 295kw 450v~820v 591A 8 97、5% SMA SC350HE 410kw 450v~820v 827A 12 97、5% 阳光 SG100K3 110kw 450v~820v 250A 97% 3 阳光 SG250K3 275kw 450v~820v 600A 97、1% 3 阳光 SG250KTL 275kw 450v~820v 600A 98、1% 3 KACO XP100H V 110kw 450v~800v 235A
25、 97、1% 南京冠亚 GSG100KC 120kw 350v~700v 285、7A 95、5% 3 南京冠亚 GSG250KC 300kw 350v~700v 714、3A 96% 3 南京冠亚 GSG300KC 360kw 350v~700v 857A 96% 3 Xantrex GT100E 300v~600v 319A 96、6% 3 Xantrex GT250E 450v~800v 555A 97、5% 3 Sputnik Solarmax 100C 130kw 430v
26、~800v 0A~225A 96% Sputnik Solarmax 300C 400kw 430v~800v 0A~730A 96% 北京 科诺 KGI100 110kw 300v~600v 335A 94% 3 北京 科诺 KGI150 150kw 300v~600v 500A 95% 3 Power one PVIcentral 100 118kw 465v~850v 246A 2 95、5% 3 Power one PVIcentral 100TL 118kw 465v~850v 2
27、46A 2 97、5% 3 Power one PVIcentral 200 236kw 465v~850v 492A 4 95、47% 3 Power one PVIcentral 200TL 236kw 465v~850v 492A 4 97、43% 3 Power one PVIcentral 300 354kw 465v~850v 738A 6 95、47% 3 Power one PVIcentral 300TL 354kw 465v~850v 738A 6 97、41% 3 路斯特 LUST PVM
28、 450100 120kw 450v~850v 250A 97% 3 路斯特 LUST PVM 450200 240kw 450v~850v 500A 97% 3 日本 SanRex 110kw 340v~650v 300A 96% 3 日本 SanRex 275kw 340v~650v 750A 96、2% 3 400kw以上 SMA SC500HE 580kw 450v~820v 2×591A 线排
29、 98、5% 3 SMA SC400MV 470kw 450v~820v 2×472A 10 96、9% SMA SC500MV 580kw 450v~820v 2×591A 16 97% SMA SC700MV 820kw 450v~820v 2×800A 24 96、4% SMA SC1000MV 1160kw 450v~820v 4×591A 线排 97、3% 阳光 SG500K3 550kw 450v~820v 1200A 16 96、7% 3 阳光 SG500KTL 550kw 450v~820v 1200A 16 98、5% 3 阳光 SG1000KHV 1100kw 450v~820v 2400A 64 98、5% 3 南京冠亚 SGS500KC 600kw 350v~700v 1428A 96% 3 Xantrex GT500E 450v~800v 1120A 98、1% 3 日本 SanRex 550kw 340v~650v 1500A 96、3% 3
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