太阳能逆变器知识培训

内容提纲1、背景2、光伏面板3、光伏逆变器结构4、光伏逆变器的主要技术指标5、技术展望背景能源危机日益加剧环境问题日渐恶化1992-1998：25%的年增长率1999-今：30%的年增长率未来：30%的年增长率新能源所占比重增长迅速解决能源危机的出路——发展光伏相比其它传统能源逐渐衰竭而言，光伏具有可再生性，是无穷无尽的，能够最终解决能源危机。光伏系统的应用渐趋广泛人造卫星–最早的应用–独立型系统民生用途–计算机–玩具住宅商业发电–补偿尖峰用电–环保–盈利特殊环境用电光伏系统能提供些什么?•电力(交流/直流)•抽水…而且…可靠简单模块化直观无噪音光伏发电与风能发电的对比光伏面板基本原理单晶III-V族半导体(GaAs,InP..)非晶硅(SiGe,SiC…)多晶薄膜PV电池硅多晶结晶硅II-VI族半导体(CdS,CdTe,CuInSe2…)化合物CrystallineCrystallineThinFilmThinFilmThinFilmPVcell,moduleandarray光伏效应造成电荷的分极现象外接负载形成回路即产生电流PV(Photovoltaic):GenerateelectricityRsRshvpvipvidiphDjDboVboishLoadvpv(V)ipv(A)IIIIIIIVIscVsc00Vbo工作区逆压区逆流区*StandardTestConditions,i.e.,1000Wm-2,25degreesCelsius,solarspectrumAM1.5TypeTypicalmoduleefficiency[%]Max.recordedmoduleefficiency[%]Max.recordedlaboratoryefficiency[%]Singlecrystallinesilicon12~1522.724.7Multi-crystallinesilicon11~1415.319.8Amorphoussilicon5~7NA12.7Cadmiumtelluride-10.516CIGS-12.118.2PVmoduletransformableefficiency光伏逆变器VSUPS光伏逆变器的主要指标1.MPPT最大功率点MPPT=MaximumPowerPointTracking控制法則传统做法-----扰动观察法(扰动D观察回授参数的变化?)回授参数1.輸入电压Vpv(电压回授法)2.輸入电导增量(增量电导法)3.輸入功率变量(功率回授法)如何实现MPPT?利用DC/DC转换器调整光伏电池工作电压优点:参数回授简单，只判断输入电压曲线斜率，无需输入电流侦测装置，成本低。缺点:日射量高低、温度变化÷电池串并联与制程恐影响电压斜率，造成追踪效率改变。1.1电压回授法1.2增量电导法优点:可减少在最大功率点上扰动的机会。缺点:逻辑判断是计算dI/dV=-I/V为不扰动条件判断式，所以在CPU侦测Vpv、Ipv的解析度不容有误差，否则与功率回授法一样会在最大功率点处扰动。1.3功率回授法优点:回授电压与电流参数，故可精确地在最大功率点处扰动，并使用于任何非线性I-V曲線。缺点:须观察输入电压变化量DVpv，故只能应用於于非线性之I-Vcurve，对于一般稳压DCsource无法执行MPPT。功率回授法之控制FlowChartStartSenseVpv、Ipv、VbusPpv=Vpv*IpvDPpv=Ppv(t)-Ppv(t-1)InitialDuty+5countsPpvPowerLimit?DPpv0?DPpv0?KeepthesameDdutybeforeReversethesameDdutybeforeENDYesNoYesYesNoNoVbusbusvoltageprotection?Noduty=0%Yes2孤岛效应美国sandia国家实验室（SandiaNationalLaboratories）：当电力公司的供电因故障或检修而跳脱时，分布式并网发电系统未能即时检测出停电状态而没能将自身切离电网，形成独立供电系统。危及输电线路维护人员的人身安全导致配电系统上的保护开关误动作孤岛发电系统电压和频率不稳定对负载的影响单相供电系统对三相负载造成损坏孤岛的危害孤岛模型被动式侦测方法（PassiveAIdetection）主动式侦测方法（ActiveAIdetection）孤岛侦测方法简介与孤岛相关的问题检测盲区（Non-DetectionZone，NDZ）功率因数问题孤岛侦测方法的选择依据准确性盲区小不过多减低逆变器其他性能（THDi，PF）成本低ALFD开始市电过零？Y计算前N个周期的平均周期值、孤岛判定值，参考电流周期以及基本相移孤岛标志是否激活?是否达到第N个周期？（即K=N？）Yno计算孤岛发生概率值，K=0，M=0附加相位置零计算孤岛发生概率，若大于0.5，则孤岛标志激活，并保存当前的周期平均值M=N？nonoY前后N/2平均周期值之差大于给定值？屏蔽孤岛标志位Y计算附加相位计算前后N/2个周期的平均周期值，M=0，K=0Y孤岛标志位保持激活送出参考电流nono技术展望新元器件的应用新的电路架构的使用软开关的应用新算法的提出及实施