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「干货」光伏逆变器种类及其优缺点介绍

返回列表 来源: 发布日期: 2022.06.22 浏览次数:

光伏逆变器专用于太阳能光伏发电领域的逆变器,是光伏系统中不可缺少的核心部件,其最大的作用在于将太阳能电池产生的直流电通过电力电子变换技术转换为能够直接并入电网、负载的交流能量。

并网逆变器作为光伏电池与电网的接口装置,将光伏电池的电能转换成交流电能并传输到电网上,在光伏并网发电系统中起着至关重要的作用,为了实现最佳方式的太阳能转换,这势必要求逆变器多样化,这是由于建筑的多样性导致太阳能电池板安装的多样性,同时为了使太阳能的转换效率最高同时又兼顾建筑的外形美观的缘故。

目前通用的太阳能逆变方式为:集中逆变器、组串逆变器,多组串逆变器和组件逆变 (微型逆变器)。

集中逆变器

集中逆变器设备功率在5OKW到630KW之间,系统拓扑结构采用DC-A C 一级电力电子器件变换全桥逆变,工频隔离变压器的方式,防护等级一般为IP 20。体积较大,室内立式安装。


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一般用与大型光伏发电站(>10kW)的系统中,大量并行的光伏组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端,一般功率大的使用三相的IGBT功率模块,功率较小的使用场效应晶体管,同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量,让它非常接近于正弦波电流。

其最大特点是系统的功率高,成本低。但由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配(特别是光伏组串因多云、树荫、污渍等原因被部分遮挡时),采用集中逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电户能的下降。

同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制以及开发新的逆变器的拓扑连接,以获得部分负载情况下的高效率。

组串逆变器

组串逆变器已成为目前国际市场上最流行的逆变器。其是基于模块化概念基础上的,每个光伏组串(QkW-5kW)通过一个逆变器,在直流端具有最大功率峰值跟踪,在交流端并联并网。

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很多大型光伏电厂都使用的是组串逆变器。其优点是不受组串间模块差异和遮影的影响,同时减少了光伏组件最佳点与逆变器不匹配的情况,从而增加了发电量。技术上的优势不仅降低了系统成本,也增加了系统的可靠性。

同时,在组串间引入"主-从”的概念,使得在系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下,将几组光伏组串联系在一起, 让其中一个或几个工作,从而产出更多的电能。

多组串逆变

多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点,避免了其缺点,可应用于几千瓦的光伏发电站。其功率一般小于30KW ,功率开关管采用小电流的MOS FET,拓扑结构采用 DC -DC-BOOST升压和DC-AC全桥逆变两级电力电子器件变换,防护等级一般为IP65。

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体积较小,可室外臂挂式安装。在多组串逆变器中,包含了不同的单独的功率峰值跟踪和直流到直流的转换器,这些直流通过一个普通的直流到交流的逆变器转换成交流电,并网到电网上。

光伏组串的不同额定值(如:不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等等)、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串(如:东、南和西)、不同的倾角或遮影,都可以被连在一个共同的逆变器上,同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。

同时,直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。

微型逆变器

在传统的PV系统中,每一路组串型逆变器的直流输入端,会由10块左右光伏电池板串联接入。当10块串联的电池板中,若有一块不能良好工作,则这一串都会受到影响。

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