电源技术中的光伏分布式发电中的逆变系统设计电源技术中的光伏分布式发电中的逆变系统设计
摘要:随着人们逐渐发现化石能源的不可再生性和随着使用化石能源带来的温室效应,人们越来越注重新能源
的开发和利用,其中比较有实用性、代表性的就是光伏发电--更具体的称之为太阳能光伏发电。随着太阳能光伏
发电产业的推广和普及,对于并网逆变器的需求也越来越大。本文主要通过介绍光伏发电的现状和前景、原
理,最后介绍小型、家用的光伏发电逆变系统的设计过程。 1 光伏发电的现状和发展 2013 年的国内外
市场显示,中国光伏产业目前正遭受欧美“双反”与国内产能严重过剩的双重考验。人们不禁担心,中国的光伏产
业的春天是否已经一去不复返了。实际上,这仅仅是光伏产业的产能过剩,并不能因此看衰整个光伏产业。
摘要:随着人们逐渐发现化石能源的不可再生性和随着使用化石能源带来的温室效应,人们越来越注重新能源的开发和利 摘要:随着人们逐渐发现化石能源的不可再生性和随着使用化石能源带来的温室效应,人们越来越注重新能源的开发和利
用,其中比较有实用性、代表性的就是光伏发电用,其中比较有实用性、代表性的就是光伏发电--更具体的称之为太阳能光伏发电。随着太阳能光伏发电产业的推广和普及,更具体的称之为太阳能光伏发电。随着太阳能光伏发电产业的推广和普及,
对于并网逆变器的需求也越来越大。本文主要通过介绍光伏发电的现状和前景、原理,最后介绍小型、家用的光伏发电逆变系对于并网逆变器的需求也越来越大。本文主要通过介绍光伏发电的现状和前景、原理,最后介绍小型、家用的光伏发电逆变系
统的设计过程。统的设计过程。
1 光伏发电的现状和发展
2013 年的国内外市场显示,中国光伏产业目前正遭受欧美“双反”与国内产能严重过剩的双重考验。人们不禁担心,中国
的光伏产业的春天是否已经一去不复返了。实际上,这仅仅是光伏产业的产能过剩,并不能因此看衰整个光伏产业。
2013 年光伏需求将会同比增长7%,达31GW.中国将首次超过德国变成最大光伏市场。而亚洲也将变成需求最旺盛的大
陆。中日印三国需求将占到全球需求的36%.2013 年又将成为另外一个转型之年,光伏业将适应后欧洲市场的疲软。目前,光
伏产业的总体趋势在走下坡路,而其中电站开发环节的趋势是上升的,2013 年必将迎来光伏发电电站建设的一个春天。
当前我国政策鼓励方向是分布式光伏发电。分布式光伏发电是指区别于集中式光伏发电的建设方法,一般建在用户侧,所
生产电力主要自用。具有容量小、电压等级低、接近负荷、对电网影响小等特点,可以应用在工业厂房、公共建筑以及居民屋
顶上。分布式光伏发电充分利用了太阳能广泛存在的特点,并且避免了集中建设的场地限制因素,具有建设灵活的特点。
2 光伏发电的基本原理
2.1 光伏发电的类别
光伏发电一般按照与电力系统的关系分类,可以分为独立光伏发电和并网光伏发电。独立光伏发电不与电力系统连接在一
起,独立于整个系统,发出的直流、交流电直接供给负载。而并网光伏发电则像发电站一样,可以向电网输送有功、无功的电
能。
2.2 独立光伏发电的基本原理
独立光伏发电系统由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、控制器和负载(直流负载和交流负载)组成。因为太阳能电
池产生的电能为直流,但是由于光照强度实时变化,太阳能电池输出的电压也不稳定,这时也需要蓄电池来起到一个滤波的作
用,将太阳能电池产生的电压稳定在蓄电池的电压值上,在另外一种意义上,用蓄电池也有储能的作用,可以将过剩的电能储
存起来供在光照强度较低的时候使用。如果是直流负载就可以直接接在蓄电池上工作,如果是交流负载,那么需要经过逆变器
的DC-AC 变换,将直流电变成交流电,供给交流负载。
2.3 并网光伏发电的基本原理
独立光伏发电系统由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、控制器和负载组成。因为需要将光伏发出来的电回馈给电
网,这就需要将直流电转换为电网要求的220V、50HZ 的交流电,并且在相同相位的情况下并网,像电网供电。
无论是独立光伏发电系统还是并网光伏发电系统,逆变系统对于交流负载和并网发电都是必不可少的,接下来我们主要就
光伏分布发电中的逆变系统的相关设计进行研究。
3 光伏发电逆变系统设计
3.1 光伏发电逆变系统的组成
光伏发电系统主要由太阳能电池、主回路、控制电路和负载组成。主回路主要包括DC/DC 电路、DC/AC 电路、滤波器组
件。下面主要对于主回路部分的设计做介绍,其中包括主回路的拓扑结构进行分析,介绍一下全桥逆变电路的工作原理以及逆
变器模块的选型,以及相关保护的设计。
3.2 光伏发电逆变系统的拓扑结构