分享好友 新闻中心首页 新闻中心分类 切换频道

光伏发电系统中逆变器的原理与应用

2009-09-23 18:412234021世纪新能源鉴衡认证中心

   目前我国光伏发电系统主要是直流系统,即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电,而蓄电池直接给负载供电,如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单,成本低廉,但由于负载直流电压的不同(如12V、24V、48V等),很难实现系统的标准化和兼容性,特别是民用电力,由于大多为交流负载,以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。另外,光伏发电最终将实现并网运行,这就必须采用成熟的市场模式,今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。

  在应用中对逆变器的要求:

  1.要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高,为了最大限度地利用太阳电池,提高系统效率,必须设法提高逆变器的效率。

  2.要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变器具有合理的电路结构,严格的元器件筛选,并要求逆变器具备各种保护功能,如输入直流极性接反保护,交流输出短路保护,过热、过载保护等。

  3.要求直流输入电压有较宽的适应范围,由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化,蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用,但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动,特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大,如12V蓄电池,其端电压可在10V~16V之间变化,这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作,并保证交流输出电压的稳定。

  4.在中、大容量的光伏发电系统中,逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中,若采用方波供电,则输出将含有较多的谐波分量,高次谐波将产生附加损耗,许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备,这些设备对电网品质有较高的要求,当中、大容量的光伏发电系统并网运行时,为避免与公共电网的电力污染,也要求逆变器输出正弦波电流。

  逆变器将直流电转化为交流电,若直流电压较低,则通过交流变压器升压,即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器,由于直流母线电压较高,交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V,在中、小容量的逆变器中,由于直流电压较低,如12V、24V,就必须设计升压电路。

  中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种,推挽电路,将升压变压器的中性插头接于正电源,两只功率管交替工作,输出得到交流电力,由于功率晶体管共地边接,驱动及控制电路简单,另外由于变压器具有一定的漏感,可限制短路电流,因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低,带动感性负载的能力较差。

  全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点,功率晶体管调节输出脉冲宽度,输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路,即使对感性负载,输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地,因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外,为防止上、下桥臂发生共同导通,必须设计先关断后导通电路,即必须设置死区时间,其电路结构较复杂。

  逆变电路的控制电路

  上述几种逆变器的主电路均需要有控制电路来实现,一般有方波和正弱波两种控制方式,方波输出的逆变电源电路简单,成本低,但效率低,谐波成份大。正弦波输出是逆变器的发展趋势,随着微电子技术的发展,有PWM功能的微处理器也已问世,因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。

  1.方波输出的逆变器目前多采用脉宽调制集成电路,如SG3525,TL494等。实践证明,采用SG3525集成电路,并采用功率场效应管作为开关功率元件,能实现性能价格比较高的逆变器,由于SG3525具有直接驱动功率场效应管的能力并具有内部基准源和运算放大器和欠压保护功能,因此其外围电路很简单。

  2.正弦波输出的逆变器控制集成电路,正弦波输出的逆变器,其控制电路可采用微处理器控制,如INTEL公司生产的80C196MC、摩托罗拉公司生产的MP16以及MI-CROCHIP公司生产的PIC16C73等,这些单片机均具有多路PWM发生器,并可设定上、上桥臂之间的死区时间,采用INTEL公司80C196MC实现正弦波输出的电路,80C196MC完成正弦波信号的发生,并检测交流输出电压,实现稳压。

  逆变器主电路功率器件的选择

  逆变器的主功率元件的选择至关重要,目前使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管(BJT),功率场效应管(MOS-FET),绝缘栅晶体管(IGBT)和可关断晶闸管(GTO)等,在小容量低压系统中使用较多的器件为MOSFET,因为MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率,在高压大容量系统中一般均采用IGBT模块,这是因为MOSFET随着电压的升高其通态电阻也随之增大,而IGBT在中容量系统中占

点赞 0
举报
收藏 0
评论 0
分享 203
更多相关评论
暂时没有评论,来说点什么吧
日新科技上榜湖北省创新型企业建设试点单位
日前,湖北省科技厅公布了首批湖北省创新型企业建设试点单位名单,武汉日新科技有限公司榜上有名。 据悉:被确定为试点单位的企业可获

0评论2009-09-092027

美太阳能热电公司BrightSource Energy正在中印寻找伙伴
路透洛杉矶9月8日电---美国太阳能热电公司BrightSource Energy执行长John Woolard周二表示,公司正积极在印度和中国寻找合作夥伴

0评论2009-09-092105

宁波太阳能电池入选国家首批自主创新产品
  近日,科技部公布了国家首批243项自主创新产品名单,宁波太阳能电源有限公司生产的晶体硅太阳电池及组件产品名列其中。  据了解,经

0评论2009-09-041889

达比投资捷克领先的可再生能源公司
  Marketwire2009年9月3日奥地利维也纳和华盛顿特区电/明通新闻专线/--达比海外投资公司(Darby Overseas Investment Limited)(达

0评论2009-09-042078

江西省科技厅厅长王海莅临江西中材参观考察
8月18日,江西省科技厅厅长王海一行,在新余市科技局领导及江西中材董事长王耀明、总经理袁向东的陪同下,考察了公司年产10万只石英陶

0评论2009-09-042241

中国科学院电工研究所“智能电网研究中心”成立
8月28日上午,中国科学院电工研究所在一号楼报告厅举行了智能电网研究中心成立仪式。所领导、副研以上研究人员,机关处办领导等40余

0评论2009-09-046629

中海阳投资开发安徽35兆瓦光伏并网电站项目
由中海阳(北京)新能源电力工程有限公司、铜陵市工业投资控股有限公司、浙江精功新能源有限公司共同投资开发的安徽省35兆瓦光伏并网

0评论2009-09-041829

靳保芳当选建国以来河北最具影响力劳模
8月25日,由《河北工人报》和河北维权网组织的新中国成立以来河北省最具影响力劳模评选结果揭晓。晶龙集团董事长兼总经理靳保芳获

0评论2009-09-041843

China Sunergy中电光伏与澳大利亚一家光伏企业签订10兆瓦销售合同
此协议标志着中电光伏持续拓展新兴光伏市场中国南京 2009年8月31日电-地处中国南京的专业太阳能电池制造商,中电光伏(NASDAQ代码:CS

0评论2009-09-042143