光伏并网逆变器技术交流

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,光伏并网逆变器开展趋势及产品,光伏并网逆变器技术交流,珠海赛比特电气设备,光伏发电系统分类,光伏市场系统类型分析,光伏系统应用趋势:,并网型;,小型化;,有隔离;,(高频变压器隔离),与建筑结合的并网光伏发电系统BIPV,特点：,1、并网点在配电侧；,2、电流是双向的，可以从电网取电，也可以向电网送电；,3、分“上网电价并网方式双价制和“净电表计量方式平价制。,太阳电池开关/保护/防雷电缆并网逆变器电度表光伏电量,大型并网荒漠光伏电站LS-PV,技术特点：,1、在发电侧并网；,2、电流是单方向的；,3、不能自发自用和“净电表计量，只能给出“上网电价。,光伏并网发电的核心设备 ,并网逆变电源,光伏逆变电源,输出电流：,相位与电网电压的相位一致；,输出电压：,相位、频率和幅值跟随电网电压。,国内外技术开展情况,并网逆变器三种主电路形式,工频变压器隔离,无 变 压 器 隔离,高频变压器隔离,工频变压器隔离,特点：,技术简单，但体积大，重量重，本钱高，效率低，一般效率只能到达85-90%左右。属早期并网技术。重量为其它两种电路形式的2-倍,无 变 压 器 隔离,无 变 压 器 隔离,特点：,1、体积小，重量轻，效率高，一般可达95%以上；,2、控制电路相对简单，本钱低；,3、直流直接输入电网危险较大；,4、光伏电池输出接地将导致逆变电路损坏；,5、大规模应用时光伏电池对地电容对供电系统影响尚无法确定；,6、光伏电池与电网未隔离平安性较差。,高频变压器隔离,高频变压器隔离,特点：,1、 体积小，重量轻，效率高，比不隔离方案低,1-2,；,2、无直流电注入电网的危险最小；,3、控制电 路较复杂；,4、可共母线并联组成大容量系统；,5、可模块化设计，维护方便。,并网逆变器的技术及应用趋势,当前日本与美国等局部兴旺国家,已经禁止不隔离的并网逆变器并网.,当前业界最先进的技术是主电路采用高频变压器隔离,控制回路采用光耦隔离,这也是应用范围最广的产品.,高品质,高可靠性,并网逆变器的技术及应用趋势,光伏发电站小型化,1、 当前国际上小型发电站并网是主流.国内主要是面子工程,才搞庞大的并网逆变电源系统,系统整体可用度大大降低.,2、国外光伏发电站30KW以下的并网逆变电源系统和30KW以上的大型系统的比例为,14:1,3、从几次展会效果来看,多数客户对于高频变压器隔离的模块化的并网逆变电源系统最感兴趣.,4、模块化,小型化, 都是不可逆转的潮流.,光伏并网逆变器行业现状,与太阳能电池组件过热相比,光伏并网逆变器产品那么是紧缺的短板;,国际上光伏并网系统是趋势,当前光伏发电90%为并网系统.而在国内那么是离网的多;,国内品牌高品质的并网逆变器很少.,多数制造商正处于引箭待发的状态，目前国产品牌主要采用的是不隔离和工频隔离技术方案，在产品性能、可靠性方面尚有较大差距；,珠海赛比特并网逆变电源产品,企业核心技术,赛比特深知核心技术在为客户提供高品质的产品和效劳中的重要性，公司自成立以来大力投入研发力量，其中电能回收负载核心部件并网逆变电源，采用当今世界最先进的高频变压器隔离技术，经中山大学电力电子及其控制研究所与该行业顶尖企业德国SAM产品进行测试比照，各项核心技术指标均优于该企业产品。并以优异的技术指标顺利通过国家权威机构检测，获得CQC金太阳认证。,赛比特公司历经5年多的努力，目前已申请7项创造专利，已获10项实用新型专利。,珠海赛比特产品主要性能及特点,采用高频变压器隔离技术；,效率：15%输出功率 100%,91%效 率 94.8%,THD：15%输出功率 100%,1%THD 3%,直流分量： 0.1%,采用模块化设计，维护方便；,可根据光伏列阵发电功率自动调整并网模块投入数量，在强光弱光条件下均有较高逆变效率，通常比采用一般大功率集中型逆变电源50KW以上提高10 以上的发电量；,N+1冗余架构的系统，即使有个别并网模块故障，只是降低了并网电源系统功率，系统其他模块可继续工作，防止因系统故障减少发电时间，提高了系统可靠性；,SBT并网逆变器效率曲线高频变压器隔离型,15%输出功率 100%,91%效率, 93.5%,SBT并网逆变器THD曲线高频变压器隔离型,技术特点,SBT光伏并网逆变器系统采用模块化结构，如SBT-30K/A15(50KW)单元内部包含15个3.5KW模块或5台10KW逆变模块，当早上太阳升起，逆变器系统把投入1个模块工作，随着光照强度的增大，逐步开启2个，3个，。在中午光照最大时投入15或5个模块。当光照强度逐步减弱时，又逐步关闭工作模块。,这种太阳能跟踪功能使得光伏并网逆变器系统每天工作的10个小时一直工作在高效率，低损耗的工作状态。把早上、黄昏、阴天、下雨天、多雾天气、高温天气等天气条件下光伏组件所发电能高效率地转换到交流电网上。,在同等条件下，这种技术方案的逆变器和国际品牌工频变压器逆变器50100KW单机，标称效率96%比照，强光条件8001100W/平方米时，发电量至少能多6%；在弱光条件时那么至少多10%以上。在有些地区那么甚至能多发电1215%。针对BIPV形式的光伏发电，由于阳光照射角度、散光、弱光的关系，那么能多发电20%以上。,SBT光伏并网逆变器发电量优势,技术经济价值,1000KWp光伏并网发电工程，按照整体工程本钱30元/Wp来计。按照提高发电量10%来计，至少能带来附加价值3元/Wp，相当于1100KWp的发电量。相当于初始建设投资减少了300万，高于逆变电源采购本钱。 总工程周期20年累计发电量至少能带来更多的增值。因此设备性能价格比极高。,户用型或小型光伏发电并网方案,采用单机型并网逆变电源组成输出为2-3.5kw的发电小系统，也可以多个,2-3.5kw单机型并网逆变电源组成多组串的户用型发电系统,。,3.5KW并网逆变器,电气原理,3.5KW并网逆变器,4-7KW并网逆变器,电气原理,4-7KW并网逆变器,三相四线输出1路MPPT,10KW逆变器,电气原理,三相四线输出1路MPPT,10KW逆变器,三相四线输出3路MPPT 10KW逆变器,电气原理,10KW光伏逆变器内视图,赛比特将10KW的光伏并网逆变器进行模组式设计，该结构不只是作为10KW并网逆变器结构，通过多个相同单元组合，可成为20或30或40或50KW户外型并网逆变器,3.5KW逆变电源模块 电气原理,电气原理,光伏阵列汇流箱, 每路电池串列的允许最大电流10A；,宽直流电压输入范围，最大接入开路电压可达1000V；, 每路电池串列都配有高压直流熔丝进行保护；, 汇流箱配有汇流检测装置，对每1串电池组件电流进行监控，通过RS485通讯接口上传到上位机监控装置；, 直流输出母线的正负极之间配有光伏专用防雷器，防雷器件选用国际知名品牌；, 直流输出母线端配有可分断的直流断路器，断路器选用国际品牌。,光伏阵列汇流箱,光伏阵列汇流箱,环境监测仪,使用方便，测量精度高，集成多项气象要素的可移动观测系统。,采用新型一体化结构设计，做工精良，可采集温度、湿度、风向、风速、太阳辐射、等多项信息；,配合软件更可以实现网络远程数据传输和网络实时气象状况监测。,电站监控系统,电站监控系统,电站监控系统,光伏发电监控系统采用具有国际先进技术水平的设备。自动化通讯、数据采集技术，具备本地和远程监控功能。,本地监控系统采用安装在监控中心的21寸液晶显示屏，监控范围包括环境参数、汇流箱、光伏并网变流器等。主要监控数据包括光伏发电单元的直流输出电压、电流和功率，光伏并网变流器进出侧电压、电流、功率、并网频率和内部参数，另外还有环境温度、光照度等。,远程中心监控系统采集各本地监控系统的数据，进行数据汇总、查询、统计、报警等功能。用户在办公室也能实时掌握现场设备运行状态，并能查询发电量统计和故障信息。,1MW级光伏电站典型应用,下面我们以1MW级光伏电站为例描述赛比特产品在大型光伏电站的应用。,分布式组串逆变器应用,采用10KW并网逆变电源100台，每台3路MPPT输入，每路17块200W电池组件，无需汇流箱。,10KW子系统,方案技术优势,在光伏电池板下就近安装光伏并网逆变器，通过使用输入电压最高为900V的并网逆变器，可省去汇流箱，组串17块200W组件直接接入SBT10KW光伏逆变器，每组串均有独立的MPPT跟踪功能，不单确保电缆缆投资及损耗的降低而且电池组件处于最正确的发电状态，提高发电效率并有很好的本钱优势。,即使整个光伏系统有并网逆变器损坏，所损失的仅有10KW，对整个系统而言损失的发电量极其有限。,集中式并网逆变电源应用,采用50KW并网逆变电源20台，每套1路MPPT输入，14组 16块220W电,池组件串联后并联输入并网逆变器，50KW并网逆变电源内置汇流电路。,50KW子系统,技术优势,输入电压为900V的SBT户外型50KW并网逆变器由5台10KW或15台3.5KW并网逆变器模块组成，当早上太阳升起，逆变器系统把投入1个模块工作，随着光照强度的增大，逐步开启2个，3个，。在中午光照最大时投入5个或15个模块。当光照强度逐步减弱时，又逐步关闭工作模块。,这种控制方式使得光伏并网逆变器系统每天工作的10个小时一直工作在高效率，低损耗的工作状态。把早上、黄昏、阴天、下雨天、多雾天气、高温天气等天气条件下光伏组件所发电能高效率地转换到交流电网上。通常可以比一般的集中型并网逆变器年发电量多10-20，具有很高的经济价值。,系统采用模块式结构使得SBT光伏并网逆变器的安装与维护变得非常简单，如果用户备用一定数量的模块，客户本身就可以完成对设备的维护工作，也防止因设备故障维修所带来的发电损失。,电站布局,变电站采用紧凑型箱变电站,产品可靠性设计,快速过压保护,雷电、电容柜投切、大负荷的投切均有可能导致电网瞬间产生高电压，危害设备平安。,赛比特产品采用自主研发的快速保护电路，在检测到电压尖峰几微秒内动作，保护产品平安，动作后回收能源电子负载功率局部内部只有三个器件其中只有一个有源器件工作，可有效地保护电源平安。,雷击,电容柜投切,大负荷投切,产品可靠性设计,整流电路有源吸收,尖峰的产生,变压器漏感,快恢复二极管反向恢复时间,线路隐形电感,整流电路产生1000V左右,电压尖峰,尖峰的危害,产生电磁干扰,击穿快恢复二极管损坏主逆变电路,赛比特产品采用有源吸收技术将电压尖峰进行限制保护电路平安、降低电磁干扰，提高产品效率,产品可靠性设计,智能冷技术,我公司电源设计人员通过长时间设计实践认为：电源功率局部采用纯属风冷或自然冷却均有缺陷，采用智能风冷的方式能较好的解决两者的缺陷，赛比特电能回收电子负载采用在30%载以下时，用5V给风机供电使其低速运转，30%载以上时用12V给风机供电使其全速运转。能较好解决电源风机使用寿命问题，提高系统可靠性。,完善的保护功能,并网逆变器还设有输入、输出过压过流保护、功率器件快速过流保护及过温等保护功能，能在异常情况下对电子负载进行有效保护。,产品可靠性设计,三防处理,赛比特所有电路板均用绝缘漆进行严格的三防处理，使之具有非常高,的防尘、防腐、防潮能力，适用恶劣使用环境。,关键器件选用及功率设计,赛比特深知并网设备应用环境的恶劣，因此除关键器件及集成芯片均采用进口器件之外，对功率局部器件还比正常设计最少高50以上的富裕量使之能适用恶劣使用条件。,可靠性保证,除严格按ISO9001质量保证要求从各个环节对产品质量进行有效控制外，产品出厂前需进行48小说高温老化。,目的：为有效筛选早夭期不良器件和信赖性较差产品；,珠海赛比特产品效劳承诺,提供给客户是可用的,平安的产品;,产品在出厂之前严格执行测试工艺,老化48小时以上;,提供7*24小时 热线效劳;,免费提供客户培训；,免费提供一定数量的备品备件，以便及时处理产品运行期间有可能出现的问题;,产品免费保修一年,终身维护;,珠海赛比特产品与SMA产品测试比照,珠海赛比特光伏并网逆变器通过CE认证,CE 认证证书 CE 认证证书,LVD EMC,质量认证证书,ISO 9001：2000 证书英文版 ISO 9001：2000 证书中文版,金太阳测试报告,中山大学电力电子研究所应用案例,与SMA产品14KW并网光伏系统比较使用,武汉盛华晟应用案例,7KW并网光伏系统,问题讨论,单组串技术方案适宜还是多组串方案更好？,1组MPPT功能并网逆变电源功率是否越大越好？,光伏电站设计步骤,光伏电站设计内容一般包括电池组件的选取、安装角度设计、每串组件块数确定、并网逆变电源的选型、每套并网电源的并联组数确定、电池组件排列、电池阵列接线设计、配电设计等工作内容。下面我们就以上问题做一个探讨：,每串组件块数确定,每串电池组件的块数主要由光伏并网逆变器的最高输入电压决定，并网逆变电源比较典型的允许最高输入电压为450V和900V，通常在100KW以下中小型光伏电站中由于电缆投资在其中占的绝比照重并不大所以采用450V电压等级就可以，在大于100KW以上的中大型光伏电站中考虑电缆投资比较大因此通常会采用最高允许输入电压为900V的并网逆变电源。,每串组件块数确定,考虑电池组件的温度特性、空载电压、预留一定的平安电压及并网逆,变电源最正确工作电压等综合因素，并需考虑30-50V的余量通常可以先假,定组件串联电压工作分别为300V和750V，那么,每串组件块数=假定组串工作电压/电池组件工作电压,以本工程为例：,ASF100组件工作电压为77V，开路电压99V,每串组件个数=750V/77V=9.7件,我们先取9件计算，此时我们需要电池组件温度系数考虑进去,计算在该地区最低温度情况下的开路电压一般按零下-10度,计算，假定温度系数为3，那么：开路电压=99V/件*9件*1+0.003*35度=984.5V，超过并网电源允许输入,最高电压约180V，表示组件串联数量太多需减少，减少2块重新计算，开路电压=99V/件*7件*1+0.003*35度=765.7V，我们在反过来核算其工作电压=77V每件*7件=539V,确定采用7件串联组成一串,并网逆变电源的选型,通过查并网逆变器技术参数表发现赛比特900V系列逆变器最高允许输入电压为900V，MPPT电压范围为300-800V，可以满足要求，决定选用功率等级为50KW型号为SBT -30K/A15的逆变器。,每套并网电源的并联组数确定,每套并网电源的并联组数=并网逆变电源功率/每串组件数*单组件功率,组数=50KW/7件*100W=71.4组,取整数72,系统功率=72组*7件*100W=50.4KW,300KW系统总需电池组件=72组*7件*6套=3024块,电池组件排列,先画好一个组串然后根据现场情况布置，如果不能完整按50KW排列，边角局部可以用其它型号逆变器组合成50KW，计算方法同前。,画组件接线图,一般隔块相连使正负极在同一侧方便接线。,配电设计,低压侧并网大功率系统需直接在低压配电房设一低压配电柜然后统一并到低压母线排。,高压并网需通过升压变压器升压后，有电力公司派人完成接入高压电网，升压变压器最好采用已标准化生产的箱式变电站，已降低本钱。,