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一種全橋式非隔離光伏并網(wǎng)逆變器

作者: 時(shí)間:2011-08-15 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1.非光伏

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/178751.htm

  1.1光伏發(fā)電系統(tǒng)

  光伏發(fā)電對(duì)世界能源的貢獻(xiàn)逐年增大,這有目共睹。

  IEA PVPS的數(shù)據(jù)顯示,2009年該項(xiàng)目成員國(guó)共安裝光伏容量6.2GW(全球安裝約7GW),其中超過(guò)95%為系統(tǒng),如圖1。

  

  圖1光伏發(fā)電對(duì)世界能源的貢獻(xiàn)逐年增加

  數(shù)據(jù)來(lái)源:IEA PVPS,International Energy Photovoltaic Power Systems Programme

  1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)

  光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏電池陣列和并網(wǎng)組成(如圖2)。其中并網(wǎng)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的性能和成本起著重要的決定作用。

  按照是否帶變壓器,并網(wǎng)逆變器可以分為型和非型,包括:工頻隔離并網(wǎng)逆變器、高頻隔離并網(wǎng)逆變器、非隔離并網(wǎng)逆變器(單級(jí)式和多級(jí)式)等。

  工頻隔離并網(wǎng)逆變器(如圖3)具有電氣隔離、消除電流直流分量等優(yōu)點(diǎn),但體積重量大、價(jià)格高,只有94%—96%的系統(tǒng)效率。

  高頻隔離并網(wǎng)逆變器(如圖4)具有電氣隔離、體積、重量、成本降低等優(yōu)勢(shì),但系統(tǒng)效率只有90%—95%。

  非隔離并網(wǎng)逆變器分為單級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器和兩級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器。單級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器適合更高PV電壓和功率;而兩級(jí)式非隔離并網(wǎng)逆變器適合寬電壓范圍的PV陣列,它們都具有98.8%的最高效率,體積小、重量輕、成本低,但其缺點(diǎn)是電池板和電網(wǎng)之間出現(xiàn)電氣連接。

  

光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

  圖2光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

  

工頻隔離并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)圖

  圖3工頻隔離并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)圖

  電氣連接為漏電流提供了流通路徑,是高效率的非隔離光伏并網(wǎng)逆變器應(yīng)用的最大障礙。漏電流問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生寄生電容150nF/kWp,引起開(kāi)關(guān)頻率共模電壓源。目前大多采用電路結(jié)構(gòu)SPWM調(diào)制的策略。

  

高頻隔離并網(wǎng)逆變器

  圖4高頻隔離并網(wǎng)逆變器

  2.非隔離并網(wǎng)逆變器常用電路拓?fù)?/p>

  過(guò)去,我們常采用雙極性SPWM調(diào)制的全橋并網(wǎng)逆變器(圖5為其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)),因?yàn)槠湫什桓?,常?yīng)用在小功率場(chǎng)合,而且沒(méi)有專利壁壘。

  

雙極性SPWM調(diào)制的全橋并網(wǎng)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

  圖5雙極性SPWM調(diào)制的全橋并網(wǎng)逆變器的拓

  這里我們要介紹幾種具有專利的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

  2.1 Sunways公司的專利拓?fù)?圖6)

  單相兩級(jí)式系列:AT 2700/3000/3600/4500/5000:

  單相單級(jí)式系列:NT 2500/3700/4200/5000;

  三相兩級(jí)式系列:Three-phase IxIT 10000/11000/12000。

  

Sunways公司的專利拓?fù)? src=

  圖6 Sunways公司的專利拓?fù)?/p>

  2.2 SMA公司的專利拓?fù)?圖7)

  單相兩級(jí)式系列:SB3000TL/4000TL/5000TL;

  單相單級(jí)式系列:SMC6000TL /7000TL /8000TL

  /9000TL /10000TL /11000Tlo

  

  圖7SMA公司的專利拓?fù)?/p>

  2.3半橋型拓?fù)?/p>

  二電平SPWM半橋無(wú)專利壁壘,因而被廣泛采用;此外,還有單極性SPWM三電平半橋。

  


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