Page 1www.sungrowpower.com赵赵 为为 2009.10 2009.10 大型光伏电站中逆变器和控制大型光伏电站中逆变器和控制 设备的技术发展方向设备的技术发展方向Page 2www.sungrowpower.com1 1 大型光伏电站的系统构成大型光伏电站的系统构成2 2 逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器常见拓扑结构和发展方向3 3 逆变器的转换效率逆变器的转换效率4 4 逆变器的保护功能逆变器的保护功能5 5 逆变器并网电流谐波逆变器并网电流谐波6 6 电磁兼容技术电磁兼容技术7 7 最大功率点跟踪最大功率点跟踪(MPPT)(MPPT)8 8 电网锁相技术电网锁相技术9 9 孤岛效应检测技术孤岛效应检测技术10 10 光伏电站的群控、监控及调度技术光伏电站的群控、监控及调度技术11 11 大规模应用的技术发展方向大规模应用的技术发展方向目目 录录Page 3www.sungrowpower.com1 1 大型光伏电站的系统构成大型光伏电站的系统构成2 2 逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器常见拓扑结构和发展方向3 3 逆变器的转换效率逆变器的转换效率4 4 逆变器的保护功能逆变器的保护功能5 5 逆变器并网电流谐波逆变器并网电流谐波6 6 电磁兼容技术电磁兼容技术7 7 最大功率点跟踪最大功率点跟踪(MPPT)(MPPT)8 8 电网锁相技术电网锁相技术9 9 孤岛效应检测技术孤岛效应检测技术10 10 光伏电站的群控、监控及调度技术光伏电站的群控、监控及调度技术11 11 大规模应用的技术发展方向大规模应用的技术发展方向目目 录录Page 4www.sungrowpower.com太阳电池交直流电缆阵列汇流箱太阳电池阵列支架（固定 或自动跟踪）交、直流配电系统大型并网逆变器电网接入系统（升压变压 器、交流断路器、计量、无 功补偿、继电保护等）监测、计量、数采设备、 防雷系统（气象监测、数据 采集及传输等）1 1 大型光伏电站组成大型光伏电站组成Page 5www.sungrowpower.com 光伏电站的每一组成部分都需要精心设计； 系统性能优劣的关键指标是生命周期内总的发电量； 逆变器是其中进行能量转换的关键设备，其效率指标 等电气性能参数，将直接影响到系统的发电量。1 1 大型光伏电站组成大型光伏电站组成Page 6www.sungrowpower.com1 1 大型光伏电站的系统构成大型光伏电站的系统构成2 2 逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器常见拓扑结构和发展方向3 3 逆变器的转换效率逆变器的转换效率4 4 逆变器的保护功能逆变器的保护功能5 5 逆变器并网电流谐波逆变器并网电流谐波6 6 电磁兼容技术电磁兼容技术7 7 最大功率点跟踪最大功率点跟踪(MPPT)(MPPT)8 8 电网锁相技术电网锁相技术9 9 孤岛效应检测技术孤岛效应检测技术10 10 光伏电站的群控、监控及调度技术光伏电站的群控、监控及调度技术11 11 大规模应用的技术发展方向大规模应用的技术发展方向目目 录录Page 7www.sungrowpower.com采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器采用工频变压器隔离的大功率三相并网逆变器1 1 常见大功率并网逆变器的拓扑结构常见大功率并网逆变器的拓扑结构Page 8www.sungrowpower.com无变压器隔离的大功率三相并网逆变器无变压器隔离的大功率三相并网逆变器 （输出电压可以从（输出电压可以从270V400V270V400V）1 1 常见大功率并网逆变器的拓扑结构常见大功率并网逆变器的拓扑结构Page 9www.sungrowpower.com两台低压输出逆变器接中压变压器整体解决方案两台低压输出逆变器接中压变压器整体解决方案1 1 常见大功率并网逆变器的拓扑结构常见大功率并网逆变器的拓扑结构Page 10www.sungrowpower.com多个功率模块并联1 1 常见大功率并网逆变器的拓扑结构常见大功率并网逆变器的拓扑结构Page 11www.sungrowpower.com三电平及多电平方案三电平及多电平方案2 2 逆变器拓扑发展方向逆变器拓扑发展方向Page 12www.sungrowpower.com多重叠加技术多重叠加技术 10MW 10MW 系统系统2 2 逆变器拓扑发展方向逆变器拓扑发展方向Page 13www.sungrowpower.com共用变压器解决方案优化直流母线电压、升压变压器配置和变比，避免重复升压，提高系统效率优先考虑当地用电负荷，避免过多电能的远距离传送 难点是光伏系统的发电量计量必须在低压侧。2 2 逆变器拓扑发展方向逆变器拓扑发展方向Page 14www.sungrowpower.com轻型直流输电2 2 逆变器拓扑发展方向逆变器拓扑发展方向Page 15www.sungrowpower.com1 1 大型光伏电站的系统构成大型光伏电站的系统构成2 2 逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器常见拓扑结构和发展方向3 3 逆变器的转换效率逆变器的转换效率4 4 逆变器的保护功能逆变器的保护功能5 5 逆变器并网电流谐波逆变器并网电流谐波6 6 电磁兼容技术电磁兼容技术7 7 最大功率点跟踪最大功率点跟踪(MPPT)(MPPT)8 8 电网锁相技术电网锁相技术9 9 孤岛效应检测技术孤岛效应检测技术10 10 光伏电站的群控、监控及调度技术光伏电站的群控、监控及调度技术11 11 大规模应用的技术发展方向大规模应用的技术发展方向目目 录录Page 16www.sungrowpower.com转换效率是光伏并网逆变器中最重要的技术指标之一：光伏并网逆变器中常用的效率概念：最大效率 max ： 逆变器所能达到的最大效率 欧洲效率 euro ： 按照在不同功率点的效率根据加权公式计算 加州效率cec ： 考虑直流电压对效率的影响，再次平均 MPPT效率mppt：反应逆变器最大功率点跟踪的精度目前，先进水平： max 98% euro97.5% (不含变压器)max 96.5% euro96% (含变压器)1 转换效率的概念Page 17www.sungrowpower.com如何提高效率： 拓扑结构 （boost ，单级， 三电平） 器件： 功率器件，变压器，电抗 主功率器件开关频率 控制算法，调制方式，死区 其他细节： 辅助开关电源，风扇，散热器等2 提高效率的方法Page 18www.sungrowpower.comSG100K3SG100K3的效率：的效率：最大效率 max ： 97.0% 欧洲效率 euro ： 96.4%SG500KTLSG500KTL的效率：的效率：最大效率 max ： 98.7% 欧洲效率 euro ： 98.5%最大效率 max ： 97.1% 欧洲效率 euro ： 96.5%SG250K3SG250K3的效率：的效率：3 Sungrow产品效率Page 19www.sungrowpower.com1 1 大型光伏电站的系统构成大型光伏电站的系统构成2 2 逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器常见拓扑结构和发展方向3 3 逆变器的转换效率逆变器的转换效率4 4 逆变器的保护功能逆变器的保护功能5 5 逆变器并网电流谐波逆变器并网电流谐波6 6 电磁兼容技术电磁兼容技术7 7 最大功率点跟踪最大功率点跟踪(MPPT)(MPPT)8 8 电网锁相技术电网锁相技术9 9 孤岛效应检测技术孤岛效应检测技术10 10 光伏电站的群控、监控及调度技术光伏电站的群控、监控及调度技术11 11 大规模应用的技术发展方向大规模应用的技术发展方向目目 录录Page 20www.sungrowpower.com保护类型：保护类型： 电网电压过欠压电网电压过欠压 电网电压过欠频电网电压过欠频 交流输出短路保护交流输出短路保护 孤岛效应保护孤岛效应保护 逆变器过热保护逆变器过热保护 直流极性反接保护直流极性反接保护 直流过压保护直流过压保护 逆变器过载保护逆变器过载保护 逆变器对地漏电保护逆变器对地漏电保护 逆变器内部自检保护（防雷器损坏，接触器故障，变压器过逆变器内部自检保护（防雷器损坏，接触器故障，变压器过热，热，A/DA/D通道损坏，通道损坏，IGBTIGBT损坏等等）损坏等等）1. 逆变器基本保护功能Page 21www.sungrowpower.com保护类型：保护类型： 低电压穿越低电压穿越 （LVRTLVRT） 输出直流分量超标保护输出直流分量超标保护 输出电流谐波超标保护输出电流谐波超标保护 三相电网不平衡保护三相电网不平衡保护2. 逆变器增强的保护功能Page 22www.sungrowpower.com在电网电压出现异常跌落时在电网电压出现异常跌落时 ，常常需要并网逆变器此时，常常需要并网逆变器此时 不能立即脱网，而是需要继不能立即脱网，而是需要继 续工作，起到支撑电网的作续工作，起到支撑电网的作 用。当并网点电压在图中电用。当并网点电压在图中电 压轮廓线及以上区域内时，压轮廓线及以上区域内时， 逆变器需要保持并网运行。逆变器需要保持并网运行。 轮廓线以下，逆变器停止向轮廓线以下，逆变器停止向 电网送电。电网送电。LVRTLVRT需要考虑：需要考虑： LVRTLVRT与反孤岛效应保护与反孤岛效应保护 的矛盾，如何协调；的矛盾，如何协调；3. 低电压穿越 （LVRT）Page 23www.sungrowpower.com参考试验波形3. 低电压穿越 （LVRT）Page 24www.sungrowpower.com防逆流保护主要应用于低压侧并网发电系统。如果要求不防逆流保护主要应用于低压侧并网发电系统。如果要求不能向中压电网反向送电，则需要智能的防逆流保护系统能向中压电网反向送电，则需要智能的防逆流保护系统4.特殊保护功能：防逆流保护特殊保护功能：防逆流保护Page 25www.sungrowpower.com1 1 大型光伏电站的系统构成大型光伏电站的系统构成2 2 逆变器常见拓扑结构和发展方向逆变器常见拓扑结构和发展方向3 3 逆变器的转换效率逆变器的转换效率4 4 逆变器的保护功能逆变器的保护功能5 5 逆变器并网电流谐波逆变器并网电流谐波6 6 电磁兼容技术电磁兼容技术7 7 最大功率点跟踪（最大功率点跟踪（MPPTMPPT）8 8 电网锁相技术电网锁相技术9 9 孤岛效应检测技术孤岛效应检测技术10 10 光伏电站的群控、监控及调度技术光伏电站的群控、监控及调度技术11 11 大规模应用的技术发展方向大规模应用的技术发展方向目目 录录Page 26www.sungrowpower.com1 并网电流谐波要求国网公司对于光伏电站并网电流的谐波要求Page 27www.sungrowpower.com1 并网电流谐波要求鉴衡认证对于光伏并网逆变器并网电流的谐波要求总谐波5%Page 28www.sungrowpower.comSG