光伏并网发电系统概述
并网逆变电源可广泛应用于住宅、屋顶，光伏建筑并网发电，大型光伏电站等场所，即可单机并网，也可分布发电多支路逆变上网，也可以并联运行。并可对所有逆变器进行远程监测和控制。
A.单机并网方式:
该方式最适合用于住宅或屋顶，功率在1-5KW左右，并可通过RS485通讯接口和个人电脑联接。(图1)
B.分布发电，多支路逆变上网方式：
该方式适合应用于在不同光伏阵列倾斜面，或有多种型号、不同电压的子光伏阵列并网。光伏阵列并网逆变器可有不同规格，通过CAN总线获取每台逆变器的运行参数、发电量和故障记录，也可通过RS232通讯接口与PC机联接。(图2)
C.并联运行方式：
该方式适合应用于大功率光伏并网系统，要求光伏阵列安装于同一倾斜面，要求每个子阵列具有相同的功率和电压的组件串并联。多个逆变器并联运行，当早晨阳光由弱变强时，数据采集器随机先选中一台逆变器投入运行，当第一台逆变器接近满载时再投入一台逆变器，同时数据采集器通过指令将逆变器负载均分。当日落时数据采集器逐台退出逆变器。逆变器的投入和退出完全由数据采集器依据光伏阵列的总功率进行分配。这样可最大限度地降低逆变器低负载时的损耗；同时由于逆变器“轮流坐庄”，不需要时不投运，从而大大延长了逆变器的使用寿命。(图3)
该方式的其它特点：
当网络中某台SG并网逆变器出现故障时，数据采集器使其和交直流母线断开，实现整个系统的冗余运行。从而大大增加系统的运行可靠性。
数据采集器可以通过CAN总线获取各个逆变器的所有运行参数、故障状态和发电参数，通过RS232总线上传给控制PC；
控制PC可以根据需要通过数据采集器对网络中的SG逆变器进行启停和参数设定等操作
数据采集器同时可提供友好的人机界面。用户可以直接通过LCD液晶屏和按键实现运行参数察看、发电量查询、故障查询、参数设定功能。
1． 引言
太阳能的大规模应用将是21 世纪人类社会发展进步的一个重要标志。然而要实现这一目标，首先必须完成太阳能由补充能源向替代能源过渡，即使太阳能利用由边远无电地区向有电地区的常规供电方向发展。这就要求具有“绿色”电能转换的光伏并网发电系统。这类光伏并网发电系统将主要用于调峰电站以及屋顶光伏系统。目前美、日、德等发达国家已推出相应的屋顶光伏计划，仅美国预计十年内安装容量约300MW。可见发展太阳能光伏并网系统具有深远社会意义。
2． 并网发电的控制原理
80 年代末日本学者S.Nonaka 等率先研制成功一种电流源型光伏阵列并网逆变器。这种并网逆变器较好地适应了光伏电池类似电源的特性，取得了较好的性能。但由于采用了电流源逆变主电路，使主电路及控制复杂化，因而没有得到很好的发展。90 年代以来，随着电力电子及控制技术的发展，电压型PWM 可逆变流技术越趋成熟。由于其优越的双向功率变流及其电流控制性能，使这类技术直接应用于光伏阵列的并网发电，并获得了网侧正弦波电流特性，真正实现了“绿色”电能变换。
单相电压型光伏阵列并网控制系统如图1 所示。
当并网运行时，控制系统控制光伏阵列直流侧电压Ud，当由上升趋势时，控制系统在光伏阵列的激励下向电网馈电。从图中看出，并网逆变系统由并网逆变四T、交流电感L、功率管（T1～ T4）、直流储能电容C、微处理器控制系统及光伏阵列PV 等组成。并网运行时网侧电流正弦化控制过程如下：
首先直流给定电压Ud*与反馈电压Ud 相比较得误差电压信号ΔUd，ΔUd 经电压调节后输出电流幅值指令Im*，其相位由与电网电压同步的单位正弦波信号 sinωt 获得，两者相乘得正弦电流指令信号iN*，经电流调节器控制后，由PWM 模式发生器输出控制信号以强迫输出电流跟踪输入电流，当iN 与UN 反相时，电能将从光伏阵列向电网馈送。
3．10KW 光伏并网系统构成本设计采用13 串9 并阵列组合以最终构成3 个独立单相并网逆变系统联入 3 相4 线电网，每块电池板的功率为85wp。这种设计的优点在于系统运行可靠性高、易维护，即使某相故障其它两相可继续发电。
10KW 光伏并网系统由光伏阵列、并网逆变器以及配电防雷等装置构成。如图2 所示。
图中可以看出，在光伏阵列输出端以及三项四线市电输入端均加装防雷器，以确保系统运行的安全可靠。 其中交、直流配电柜主要包括交、直流保护开关、防雷器件、直流电压表、直流电流表、交流电压表以及三相电度表等组成。并网逆变器与交直流配电柜分开配置。
4．技术指标：
型号
隔离方式
推荐最大太阳电池阵列功率
最大阵列开路电压
太阳电池最大功率点跟踪(MPPT)范围
电池板连接方式
最大阵列输入电流
额定交流输出功率
总电流波形畸变率
功率因数
最大效率
欧洲效率
允许电网电压范围(三相)
允许电网频率范围
夜间自耗电
通讯接口
防护等级
使用环境温度
噪音
冷却
尺寸(宽x高x深)
重量 |
SG10K3
工频变压器
11KWP
450V
200~380V
接线端子
50A
10KW
<3%(额定功率时)
>0.99
94.5%
93.5%
330~450VAC
47.5~51.5Hz/57~61.5Hz
0W
RS485/以太网/GPRS
IP20(室内)
-20℃~+40℃
<60dB
风冷
530 x 900 x 500 mm
150kg |
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