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晶闸管 太阳能 光伏发电系统部件

分类:晶闸管专题 发布:2017年06月19日 22:35 浏览:646次 Tag:

  现代逆变技术种类很多,其主要分类方式如下:(1)按逆变器输出能量的去向分类: 有源逆变器和无源逆变器。 对太阳能光伏发电系统来说,在并网型光伏发电系统中需要有源逆变器,而在离网型光伏系统(即独立光伏系统)中,需要无源逆变器。(2)按逆变器相数分类:单相逆变器、三相逆变器、多相逆变器。(3)按逆变器输出交流电的频率分类: 工频逆变器(50-60Hz) 、中频逆变器(数百 Hz-10KHz)、高频逆变器(10KHz-MHz) 。 (4)按逆变器主电路形式分类 单端式(含正激式和反激式两种) ,推挽式,半桥式和全桥式。(5)按逆变器主开关器件的类型分类: 晶闸管(也称可控硅 SCR)逆变,大功率晶体管(GTR)逆变,大功率晶闸管(GTO) 场效应管逆变(VMOSFET),绝缘门极双极晶体管(IGBT) ,MOS 控制晶闸管(MCT)等。 (6)按逆变器稳定输出参量分类: 电压型逆变器,电流型逆变器。(7)按逆变器输出交流电的波形分类 正弦波逆变器,非正弦逆变器(方波、阶梯波、准方波等) 。 (8)按控制方式分类:调频式(PFM)逆变器和脉宽调制式(PWM)逆变器。 (9)按逆变开关电路的工作方式分类谐振式逆变,定频硬开关逆变和定频软开关式逆变。与太阳能光伏发电相匹配的逆变器, 不只是为了适应大多数用电负载都需要 50Hz, 220V 交流电,而通过选择不同的逆变器,可以达到自由输出电流(电压)的选择波形、频率和振幅达到节能、节材、高效、安全、环保等多种目标,主要用途是:(1)非工频交流负载。如电磁感应加热,长波通信,功率超声应用,电火花加工,负离子 发生器等。 (2)交流电机变频调速,包括 SCR 变频调速,GTR 变频调速和 IGBT 变频调速等。 (3)高频内调制的应用,如 UPS 不间断电源,应急灯电源,高频电子整流器,快速充电器, 整流炉机,高压直流电源及激光电源等。典型的 DC/AC 逆变其主要由两大部分构成: (1)半导体功率集成器件, (2)逆变电路。各种不同的逆变器有不同的基本特性及技术规格要求,与太阳能光伏发电配套的逆变 器,其基本特性及评价如下: 输出波形常见波形为方波、阶梯波(有时也称准正弦波)和正弦波。

  (1) 方波逆变器:线路简单,成本低。缺点是高谐波,电压调整范围小,带感性负载如电动机等效率低,电磁干扰大。方波波形不好,有附加光脉冲时,对用电器有影响。

  (2) 阶梯波逆变器:利用脉宽调制 PWM 电路,在一定程度上弥补了方波逆变器的不足, 其波形类似于正弦波,故可以带包括感性负载在内的各种负载。 虽然其 DC/AC 转换效率高,但这种波形不能上电网。

  (3) 正弦波逆变器: 是比较理想的逆变器。在独立光伏系统中使用时其波形失真度要求 不应超过 5%。

  输出频率 常见工频 50Hz 逆变器和高频(20KHz—200KHz)逆变器和甚高频(>200KHz)逆变器。由于高性能半导体开关管的出现, 逆变器的频率大大提高, 因此而大大减少了变压器的体积并减少了铜损和铁损,提高了逆变的效率,另外高频逆变器控制速度快,精度高,对保护信 号的反应也比较快,增加了系统的可靠性。 4.4.6.3 DC/AC 转换效率 对太阳能光伏发电系统而言,逆变器的 DC/AC 转换效率十分重要。通常逆变器的效率 在 70%--90%,优质逆变器可以达 90%--96%。应当注意的是逆变的效率往往随负载率而变。 往往在负载率低于 20%和高于 80%时,DC/AC 转换效率要低一点。也有的逆变器在低负载 时效率不高,而在负荷率超过 30%以后,DC/AC 效率一直保持在较高水平上。 特别值得注意的是,测定非正弦波和非 50Hz 逆变器效率时,不能简单地用测 50Hz 正弦波的通用仪表来测量,必须用专用的方法和其他标定过的专用仪表来测定。

  逆变器功率器件的工作温度直接影响到逆变器的输出电压、波形、频率、相位等许多重要特性。而工作温度又与环境温度、工作所在地的海拔、潮湿度以及工作状态有关。逆变器要满足极热和极冷地区的使用时,其工作温度要预先设计。

  工作环境对于高频高压型逆变器,其工作特性与工作环境,工作状态有关。在高海拔地区,空气稀薄,容易出现电路极间放电或有局部能量,影响工作。在高湿度地区则易结露,造成局部短路。因而对每一种逆变器,都要规定其适用的工作环境。

  电磁干扰和噪声逆变器中的开关电路既容易产生电磁干扰,晶闸管容易在劣质的铁心变压器上因振动而产生 噪音。 因而在设计和制造中都必须控制电磁干扰和噪音的指标,使之满足有关标准及用户的 要求。

  过载能力在某些电视机、电动机等负载启动时,其瞬时功率可以为正常工作时功率的 3—6 倍。因而要求逆变器有瞬时过载能力,也称峰值系数。另外在特殊情况下,会有一些额外负载增加。这就要求逆变器有一定的额定过载能力。在设计光伏系统时要留有余地。

  其它逆变器的其他指标如输入输出额定电压、电流的范围及精度要求、功率因素、额定输出功率、连续无故障时间、是否可以与几个逆变器同时并联运行的特性等等,也都是评价和 选用逆变器的指标,需要认真考察。

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