课件光伏并网逆变器原理分析.pptxVIP

光伏并网逆变器的原理 一、并网逆变器实际上是一种电流并网的有源逆变电力电子设备，要想系统的了解这种并网逆变器，需要明白几个概念： 1.什么是电流源？ 2.什么是有源逆变？ 3.为什么会并网？也就是为什么电流会流向电网？ 1.电流源 电流源是相对于电压源来说的. 对于电压源，电源输出到负载两端的电压试图维持不变，这就是说，电源上的电压是恒定的，从欧姆定律来看，就是电源电压V不变，I和R可以变化，即V=IR. 对于电流源，电源输出到负载的电流试图不变，也就是来自电源的电流不变。这并不常见，但确实存在，并且在许多场合得到应用，也遵从欧姆定律，即V=IR. 其实在实际运行中电压源和电流源不是很好区分，但是也有很多特点可循，在电力电子设备中，可以看它的控制对象来区分是电压源和电流源，电压源是以电压为控制对象，而电流源是以电流为控制对象，也就是常说的直接电流控制，光伏并网逆变器就以三相交流输出电压为主要控制对象加上直流电压来实现MPPT最大功率控制的。 2.有源逆变 有源逆变最初应用在电动机刹车制动上，用晶闸管的开断把电动机刹车时转子内的励磁能量回馈到电网来实现节能效果。 有源逆变典型特点是其输出端也是连接在一个电源上，因此形象成为有源逆变。逆变器是作为一个电源把其自身能量输送给另一个电源的过程就是并网发电。 3.并网发电 二、光伏并网逆变器主回路 1、直流EMI滤波器 直流EMI滤波器的作用 逆变器工作时，IGBT不仅向交流传递干扰，同时也向直流端传递干扰。如果没有直流端滤波器，直流端干扰通过电缆直接传到电池板上。干扰会通过电池板组件直接向空中辐射，造成大范围的空间干扰，可能会对空中飞行器和附近地面通信造成干扰。该干扰会直接影响到电池板的性能和寿命，降低电池板的效率。 电池板的大面积布置，产生各种寄生参数，外界及其他逆变器工作时对直流端干扰很容易被电池板捕获，并直接传递到逆变器上，影响逆变器的稳定工作。 直流EMI滤波器 2、直流支撑电容 光伏并网逆变器主电路结构拓扑图 直流支撑电容作用是防止因负载的突变以及电容器本身的寄生电感产生感生电动势而导致直流母线电压大幅度突变。 放电电阻的作用是逆变器停止工作时，为直流支撑电容提供放电的回路，把直流支撑电容所存储的电能释放掉。 3、IGBT模块 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件， GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。 4、PWM控制器 脉宽调制(PWM)是指用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。正弦波脉宽调制的特点是输出脉宽列是不等宽的,宽度按正弦规律变化,输出波形接近正弦波。正弦波脉宽调制也叫SPWM。SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的，目前使用较广泛的PWM法。前面提到的采样控制理论中的一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。 逆变器工作原理：光伏并网逆变器通过检测直流电压、电流和电网交流电压、电流来控制逆变器三相逆变模块，由数字控制系统发出PWM驱动信号，使逆变器发出与电网同频、同相的交流电。 谢谢大家！ May. 20 th 2006，Wuhan