正弦电气布局光伏逆变器



【光伏技术】光伏逆变器中的黑科技—谐波抑制技术

光伏逆变器中的黑科技—谐波抑制技术

光伏逆变器是光伏系统中至关重要的设备，其核心功能是将光伏组件产生的直流电转换为交流电。在逆变器的工作过程中，除了基本的电能转换外，还涉及到对组件、电网、电缆运行状态的检测，以及与外界的通信交流等。此外，逆变器还隐藏着许多鲜为人知的黑科技，其中谐波抑制技术便是关键之一。

一、什么是谐波

我们日常使用的电是正弦波交流电，其方向和大小都会随时间产生周期性的变化。在我国，交流电的频率是50Hz，即每秒方向变化50次。这种按照50Hz频率变化的波形被称为基波。电网中97%以上的电量都是基波，而剩余的部分则是谐波。谐波是指电流中所含有的频率为基波整数倍的电量，如二次谐波（频率为基频的2倍）、三次谐波（频率为基频的3倍）等。根据频率的奇偶性，谐波还可以分为奇次谐波和偶次谐波。

二、光伏逆变器为什么要抑制谐波

谐波在电力系统中具有严重的危害。由于大部分设备都是感性设备，只能吸收基波，高次的谐波会转化为热量或振动，导致电气设备过热、产生噪声和振动，并使绝缘老化，从而缩短使用寿命，甚至引发故障或烧毁。此外，谐波还会增加电能传输过程中的阻抗，导致电能消耗增加，降低电能的生产、传输和利用效率。在电力系统中，谐波还可能引起局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁，或者影响某些频段的设备正常工作。对于电力系统外部，谐波还会对通信设备和电子设备产生严重干扰。

三、逆变器如何减少谐波含量

逆变器主要通过硬件和软件两个方面来抑制谐波。

硬件方面：

逆变器常用的滤波方式有L、LC、LCL等三种。

L滤波器：单电感滤波器，结构简单，价格便宜，对低频谐波抑制作用明显，但高频谐波抑制不够理想。因此，单电感滤波器通常用于小功率离网逆变器。LC滤波器：二阶滤波，增加了一个电容，具有较高的滤波能力。一般用于集中式大功率逆变器，后面接隔离变压器。但因为是电容结尾，多台并联会引起环流。LCL滤波器：三阶滤波，增加一个电容和一个电感，抑制高频谐波能力强。滤波器的电感输出，可以多台并联。通常应用于中大功率组串式逆变器，但逆变器控制算法复杂，容易导致系统不稳定。

软件方面：

提高开关频率：逆变器的开关频率越高，控制带宽越宽，对于宽范围的电流谐波抑制更充分。提高开关频率与输出PWM电平数有助于降低PWM波形的畸变率，从而改善逆变器的输出谐波与控制效果。并机谐波抵消能力：当多台组串式逆变器并联工作时，由于线路阻抗的差异，会等效改变并网LCL滤波器中的电感，进而改变谐波的相位。这使得谐波成分由于相位的差异而部分相互抵消，从而降低系统整体的谐波值。消除谐波的软件控制技术：利用高速度的数字处理器，逆变器可以采用复杂的算法来消除谐波。例如，重复控制的电流控制器算法，通过在控制系统的前向通道中加入无穷大的增益，实现对特定频率处指令的无静差跟踪和扰动抑制。

四、逆变器的电磁兼容标准

中国和国外关于并网逆变器的标准（如鉴衡金太阳标准、IEEE1547、IEC61000-3-12、VDE0126）和并网光伏电站的标准（如GB/T19964-2012、GB14549、GB24337、VDE4105、BDEW）对逆变器或光伏电站的谐波电流绝对值进行了明确要求。这些标准规定，逆变器在不同负载率下的谐波电流绝对值应不大于满载下的谐波电流绝对值。例如，中国金太阳标准中规定，逆变器额定功率运行时，注入电网中的谐波电流THDi不超过5%；同时，在30%、50%、70%负载点处的谐波电流也不超过额定功率运行时的谐波电流。

综上所述，谐波抑制技术是光伏逆变器中的一项重要黑科技。通过硬件和软件两方面的综合措施，逆变器可以有效地降低谐波含量，提高电能质量，确保电力系统的安全稳定运行。

古瑞瓦特：光伏储能系统关键设备之离网逆变器

古瑞瓦特光伏储能系统关键设备之离网逆变器

在光伏离网系统中，逆变器作为关键设备，其主要作用是把蓄电池的直流电逆变成交流电，以供负载使用。以下是对古瑞瓦特离网逆变器的详细解析：

一、逆变器分类

按输出波形分类

修正波逆变器：采用PWM脉宽调制方式生成修正波输出，存在约20%的谐波失真，不能带空调等感性负载，但可带电灯等阻性负载。其采用非隔离耦合电路，器件简单，效率高。

正弦波逆变器：采用隔离耦合电路设计，电路较复杂，成本较高，但可以连接任何常见的电器设备（包括电视机、液晶显示器等，特别是冰箱等感性负载）而没有干扰。

按电气隔离方式分类

高频正弦波逆变器：高频隔离变压器放在直流升压端，采用体积小、重量轻的高频磁芯材料，可以降低逆变器的重量，减少逆变器的体积，提高逆变器的效率，但电路较为复杂。

工频正弦波逆变器：工频隔离变压器放在交流端出端，逆变器电路较简单，抗冲击能力较强，但体积较大，重量比较重。

按结构分类

分体式：控制器和逆变器分开设计，各自单独接线，接线比较复杂，适应于组件和逆变器功率相差比较大的系统，以及系统功率很大的系统。

一体式（逆控制一体机）：控制器和逆变器集成在一起，系统结构简单，用户接线方便，适应于组件和逆变器功率相差比较小的系统。

二、重要技术参数

系统电压：即蓄电池组的电压，离网逆变器的输入电压和控制器的输出电压需保持一致。

输出功率：

视在功率表示法：单位为VA，实际输出有功功率需乘以功率因素。

有功功率表示法：单位为W，直接表示实际输出有功功率。

峰值功率：即离网逆变器的过载能力，用于应对如空调、水泵等感性负载的启动功率需求。

转换效率：包括逆变器本身的效率和蓄电池充放电的效率。逆变器整机功率越大、高频隔离比工频隔离效率越高、系统电压越高，则整体效率越高。

切换时间：在光伏、蓄电池、市电三种模式切换时，存在切换时间。电子开关切换时间较短，继电器切换时间可能较长，影响负载设备的运行。

三、应用场景与选择建议

修正波逆变器：适用于简单的照明应用，成本较低。工频逆变器：适用于含有空调、洗衣机、水泵等感性负载的系统，带负载能力强，但成本较高。高频逆变器：适用于综合性负载系统，兼顾成本和带负载能力。

综上所述，古瑞瓦特的离网逆变器具有多种类型和规格，用户在选择时应根据具体的应用场景和需求进行综合考虑，以确保系统的稳定性和经济性。

光伏发电站的逆变器怎么设置

太阳能光伏发电并网系统中的并网逆变器设置方式分为：集中式、主从式、分布式和组串式。

1、集中式

集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵，在电气设计时，采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。

对于大型并网光伏系统，如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同，通常采用大型的集中式三相逆变器。

该方式的主要优点是：整体结构中使用光伏并网逆变器较少，安装施工较简单；使用的集中式逆变器功率大，效率较高，通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右，对于9.3MWp光伏发达系统而言，因为使用的逆变器台数较少，初始成本比较低；并网接入点较少，输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障，将造成大面积的太阳能光伏发电系统停用。

集中逆变一般用于大型光伏发电站（>10kW）的系统中，很多并行的光伏电池组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。

最大特点是系统的功率高，成本低。但受光伏电池组串匹配和部分遮影的影响，导致整个光伏系统的效率不高。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏电池单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。

在SolarMax(索瑞·麦克)集中逆变器上，可以附加一个光伏电池阵列的接口箱，对每一串的光伏电池组串进行监控，如其中有一组光伏电池组串工作不正常，系统将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串光伏电池停止工作，从而不会因为一串光伏电池串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。

2、主从式

对于大型的光伏发电系统可采用主从结构，主从结构其实也是集中式的一种，该结构的主要特点是采用2～3个集中式逆变器，总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候，只有一个逆变器工作，以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率；在太阳辐射升高，太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时，另一台逆变器自动投入运行。

为了保证逆变器的运行时间均等，主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。主从式并网发电原理如图2所示。主从结构的初始成本会比较高，但可提高光伏发电系统逆变器运行时的效率，对于大型的光伏系统，效率的提高能够产生较大的经济效益。

3、分布式

分布式并网发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵，在电气设计时，可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电，大型的分布式系统主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。

分布式系统将相同朝向，倾角以及无阴影的光伏电池组件串成一串，由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵，安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒，降低成本；还可以对并网光伏发电系统进行分片的维修，减少维修时的发电损失。

分布式并网发电的主要缺点是：对于大中型的上百千瓦甚至兆瓦级的光伏发电系统，需要使用多台并网逆变器，初始的逆变器成本可能会比较高；因为使用的逆变器台数较多，逆变器的交流侧和公用电网的接入点也较多，需要在光伏发电系统的交流侧将逆变器的输出并行连接，对电网质量有一定影响。

4、组串式

光伏并网组串逆变器是将每个光伏电池组件与一个逆变器相连，同时每个光伏电池组件有一个单独的最大功率峰值跟踪，这样光伏电池组件与逆变器的配合更好。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器，组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（1kW～5kW）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏阀电厂使用组串逆变器，优点是不受光伏电池组串间差异和遮影的影响。

在组串间引入“主-从”概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏电池组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。

多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中，包含了不同的单独功率峰值跟踪DC/DC变换器，DC/DC变换器的输出通过一个普通的逆变器转换成交流电与电网并联。由于是在交流处并联，这就增加了交流侧的连线的复杂性，维护困难。

另需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流开关进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器（高频或低频），或允许使用无变压器式的逆变器。

光伏组串的不同额定值（如：不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等）、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串（如：东、南和西）、不同的倾角或遮影，都可以被连在一个共同的逆变器上，同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时，直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。

三电平光伏逆变器与其测量

三电平光伏逆变器与其测量

三电平光伏逆变器概述

三电平光伏逆变器是光伏逆变器技术发展的新方向，其拓扑结构相较于传统的两电平结构具有显著优势。三电平逆变器通过增加电平数，能够更好地逼近正弦输出电压，从而提高了输出波形质量。此外，三电平逆变器还具有功率器件电压应力及损耗低、效率高等特点，这些优势使得三电平光伏逆变器在光伏发电系统中得到了广泛应用。

三电平逆变电路的工作原理

三电平逆变电路的每个桥臂由4个IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和6个二极管构成。以下以A相逆变桥臂的中点电位变化为例，简述三电平逆变电路的工作原理：

当A相桥臂上桥臂的两个IGBT导通时，A点电位与正母线电位相同，为U，此时每个IGBT承受的应力平台电压为U/2。当A相桥臂下桥臂的两个IGBT导通时，A点电位与负母线电位相同，为-U，同样每个IGBT承受的应力平台电压为U/2。当A相桥臂上桥臂第二个IGBT及旁路钳位二极管导通时，A相逆变桥处于续流状态，A点电位与母线中点电位相同，为0。

通过控制不同桥臂上IGBT的导通与关断，三电平逆变电路可以输出三种不同的电平，从而逼近正弦波输出。

三电平光伏逆变器的测量

对于三电平光伏逆变器的测量，主要关注其电气性能、输出波形质量以及效率等方面。以下是一些常见的测量方法和设备：

电气性能测试

电压测量：使用高精度电压表测量逆变器的输入电压、输出电压以及母线电压等。这些电压值对于评估逆变器的性能和稳定性至关重要。

电流测量：使用电流传感器或电流表测量逆变器的输入电流、输出电流以及各桥臂的电流。通过测量电流，可以了解逆变器在不同负载条件下的工作情况。

输出波形质量测量

示波器：使用示波器观察逆变器的输出电压波形，评估其正弦度、谐波含量以及波形失真等指标。高质量的输出电压波形对于保证电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

频谱分析仪：通过频谱分析仪对输出电压进行频谱分析，可以了解谐波成分的分布和含量，进一步评估输出波形质量。

效率测量

功率计：使用功率计测量逆变器的输入功率和输出功率，通过计算得到逆变器的效率。效率是衡量逆变器性能的重要指标之一，高效率的逆变器能够减少能量损耗，提高能源利用率。

PWM控制技术测试

PWM信号发生器：用于产生PWM信号，以控制逆变器的开关动作。通过调整PWM信号的频率和占空比，可以优化逆变器的输出性能和效率。

示波器和逻辑分析仪：用于观测和分析PWM信号的波形和时序，确保PWM控制技术的正确性和稳定性。

三电平逆变器测试解决方案

针对三电平光伏逆变器的测试需求，可以采用以下测试解决方案：

电源设备：使用高性能的电源设备（如IT6000系列电源产品）模拟不同的输入电压和电流条件，以测试逆变器在不同工况下的性能。这些电源设备具有高压、大功率、模块化设计等特点，能够满足不同规格产品的测试需求。电网模拟器：使用电网模拟器（如IT7900系列电网模拟器）模拟电网环境，以测试逆变器在并网运行时的性能和稳定性。电网模拟器具备100%额定电流source和sink能力，可以模拟不同的电网负荷和故障情况，进一步验证逆变器的孤岛保护响应时间等关键指标。数字I/O接口控制：通过逆变器内置的数字I/O接口，对测试设备进行工作状态的控制和监测。这可以提高测试的自动化程度，减少人为操作带来的误差和不确定性。

总结

三电平光伏逆变器具有功率器件电压应力及损耗低、输出波形质量好、效率高等优势，是光伏发电系统中的重要组成部分。对于三电平光伏逆变器的测量，需要关注其电气性能、输出波形质量以及效率等方面，并采用合适的测试方法和设备进行测试。通过采用高性能的电源设备、电网模拟器以及数字I/O接口控制等测试解决方案，可以实现对三电平光伏逆变器的全面、准确测量，为光伏发电系统的稳定运行提供有力保障。

逆变器是正旋波好还是方波好

逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的设备，常见的输出为220V，50Hz的正弦波。逆变器的主要参数包括输出功率、转换效率和输出波形质量，这些参数决定了逆变器的价格和质量。

逆变器广泛应用于空调、电动工具、电脑、电视、洗衣机、冰箱、按摩器等电器中。选择和使用逆变器时，需要特别注意以下几点：直流电压匹配、逆变器输出功率需大于用电器最大功率、正负极正确接线、充电与逆变不能同时进行、外壳正确接地、避免电击伤害。

逆变器有多种输入电压，如12V、24V、36V、48V，以及其它型号。常见的输出电压为220V，但也有其他型号可以输出不同需求的电压。逆变器由逆变桥、控制单元和滤波电路组成，其工作原理是将直流电能转换为交流电能。

逆变器在电气维修点以及电子市场均有销售，技术较好的维修店可以进行维修。如果遇到非常用型号或功率较大的情况，则需到电子市场或网上定制。逆变器对于家用电器和工业设备来说非常重要，正确选择和使用逆变器可以保证设备的正常运行和安全。

逆变器的输出波形有正弦波和方波两种。正弦波是自然界的纯正波形，对家用电器更为友好，而方波在某些应用场景下也有其优势，比如加热。但总体而言，正弦波逆变器更适合家用电器使用。

逆变器的输出波形质量对设备性能和寿命有着重要影响。正弦波逆变器输出的交流电波形接近自然的正弦波，对设备的冲击小，有利于保护设备和延长使用寿命。而方波逆变器输出的交流电波形则较为尖锐，可能会对设备产生一定冲击。

在选择逆变器时，除了考虑输出波形质量外，还需关注输出功率、转换效率等参数。输出功率需大于用电器的最大功率，以确保设备正常运行。转换效率决定了逆变器的能量转换效率，高效率的逆变器可以节省能源。

总之，选择逆变器时需综合考虑多种因素，以确保设备的正常运行和安全。正确选择和使用逆变器可以提高设备的工作效率，延长设备的使用寿命，确保用电安全。

二十二千瓦的光伏需要多大的逆变器

可以采用最大功率20KW的逆变器。

1、直流电压要一致每台逆变器都有接入直流电压数值，如12V，24V等，要求选择蓄电池电压必须与逆变器直流输入电压一致。例如，12V 逆变器必须选择12V蓄电池。

2、逆变器输出功率必须大于电器的使用功率，特别对于启动时功率大的电器，如冰箱、空调，还要留大些的余量。

逆变器作用：

逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

直流电转变为220伏交流电的电子设备。因为通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用，而逆变器的作用与此相反，因此而得名。处在一个“移动”的时代，移动办公，移动通讯，移动休闲和娱乐。

在移动的状态中，不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电，同时更需要在日常环境中不可或缺的220伏交流电，逆变器就可以满足需求。

以上内容参考：百度百科-逆变器

南京正弦波逆变器推荐

随着人们对城市环境的日益关切，电动汽车的发展得到了一个难得的机遇。在城市交通中，电动大客车由于载量大，综合效益高，成为优先发展的对象。电动大客车大都采用三相交流电机，由于电机功率大，三相逆变器中的器件需要承受高电压和大电流应力的作用，较高的dv/dt又使电磁辐射严重，并且需要良好的散热。而采用多重串联型结构的大功率逆变器则降低了单个器件承受的电压应力，降低了对器件的要求；降低了dv/dt值，南京正弦波逆变器推荐，南京正弦波逆变器推荐，减少了电磁辐射，南京正弦波逆变器推荐，器件的发热也较大减少；由于输出电平种类增加，控制性能更好。逆变器又称电源调整器。南京正弦波逆变器推荐

状态反馈控制：状态反馈控制可以任意配置闭环控制系统的极点，实现了逆变电源控制系统极点的优化配置，有利于改善系统输出的动态品质，具有良好的瞬态响应和较低的谐波畸变率。但在建立逆变器的状态模型时将负载的动态特性考虑在内，因此状态反馈控制只能针对空载和已知的负载进行建模。由于状态反馈控制对系统模型参数的依赖性很强，使得系统的参数在发生变化时易导致稳态误差的出现和以及动态特性的改变。例如对于非线性的整流负载，其控制效果就不是很理想。合肥逆变器推荐逆变器两次开机间隔时间不少于5秒。

安全与隔离是普通商用电源与医疗电源的一个重大差别。通常，除了一些实验分析类仪器，医疗设备大多安装在病床或手术台附近，离人和操作者的距离比较近，外壳常常会被触及到。医疗设备内部有各种各样的强，弱电的部件，如果强弱电之间的隔离或者是外壳材料绝缘有问题，就会非常危险。安全测试方面一般医疗设备电源都必须得到UL60601-1、C-UL、EN60601-1等安全认证。输入输出端必须要4，000V以上的隔离电压，而且要求对地漏电流低，符合安规爬电距离要求。而对于强电部分需采用双重绝缘，尤其有可能与设备外壳接触的部分更要加强绝缘设计。

1.选择车载电源除了价格因素外，主要需要考虑的是车载电源对输入电压的要求和输出功率的大小，此外由于各种用电器的功率差别很大，因此要根据使用需求选择车载电源，原则是够用为主。2、根据使用的电器的种类不同需选择合适的车载电源，对于日常的阻性用电器选择方波、修正波、正弦波的都可以合使用，对于感性的用电器则必须选择正弦波逆变器了。3、方波/修正波逆变电源不能带感性负载和容性负载，不能带动空调，冰箱，也难以为高质量的音响电视提供电源。严格上讲方波/修正波逆变电源会影响用电器的使用寿命，这些问题在使用正弦波逆变器时不会出现。逆变器用户可以使用各种形式的电源为交流负载供电。

光伏逆变器的效率影响着光伏发电系统的整体效率，其安装事项不可忽视，需有专业的操作，以确保提供光伏逆变器适宜稳定的运行环境。选择好安装位置后，如何安装光伏逆变器需要确认以下几点：1、在安装前首先应该检查逆变器是否在运输过程中有无损坏。2、在选择光伏逆变器安装场地时，应该保证周围内没有任何其他电力电子设备的干扰。3、在进行电气连接之前，务必采用不透光材料将光伏电池板覆盖或断开直流侧断路器。暴露于阳光，光伏阵列将会产生危险电压。4、所有安装操作必须且由专业技术人员完成。5、光伏系统发电系统中所使用线缆必须连接牢固，良好绝缘以及规格合适。6、所有的电气安装必须满足当地以及国家电气标准。逆变器确认手上没有其它金属物，以免发生蓄电池短路，灼伤人体。上海超声波逆变器厂家推荐

逆变器使用的功率开关管数量很少。南京正弦波逆变器推荐

所谓PWM脉宽调制技术（Pulse Width Modulation,PWM),是用一种参考波（通常是正弦波，有时也采用梯形波或注入零序谐波的正弦波或方波等）为调制波（Modulating Wave),而以N倍于调制波频率的三角波（有时也用锯齿波）为载波（Carrier Wave）进行波形比较，在调制波大于载波的部分产生一组幅值相等，而宽度正比于调制波的矩形脉冲序列用来等效调制波，用开关量取代模拟量，并通过对逆变电源开关管的通/断控制，把直流电变成交流电，这种技术就叫做脉宽控制逆变技术。[1]由于载波三角波（或锯齿波）的上下款度是线性变化的，故这种技术就叫做脉宽控制逆变技术。由于载波三角波（或锯齿波）的上下宽度是线性变化的，故这种调制方式也是线性的，当调制波为正弦波时，输出矩形脉冲序列的脉冲宽度按正弦规律变化，这种调制技术通常又称为正弦脉宽调制南京正弦波逆变器推荐

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