光伏并网逆变器通讯协议(Modbus
V1.0.2
一、概述
本协议适用于我司光伏并网逆变器与上位机监控软件之间的通信。采用MODBUS RTU或MODBUS TCP/IP(需硬件支持通讯规约。本协议可以实时读取逆变器的运行数据、故障状态。
二、物理接口
RS485(波特率:9600bps ,校验:无,数据位:8,停止位:1、以太网接口(可选等。
三、光伏并网逆变器地址定义表
3x地址类型为只读输入寄存器支持0x04命令,4x地址类型为保持寄存器支持0x03、0x10、0x06命令。
3.1 运行信息变量地址定义
数据范围单位地址类型序号名称地址数据类型
(参见注1
运行数据
1 设备类型编码 5000U16 3x
2 额定输出功率 5001 U16 0.1kW 3x
3x
3 输出类型5002U16 0—两相,仅A 相电压,A相
电流有效;
1—三相四线;
2—三相三线;
4 日发电量5003U16 0.1kWh 3x
5 总发电量5004~5005U32kWh 3x
6 总运行时间5006~5007U32h 3x
7 机内空气温度5008 S16 0.1℃3x
8 保留5009 3x
9 保留5010 3x
10 直流电压1 5011 U16 0.1V 3x
11 直流电流1 5012 U16 0.1A 3x
12 直流电压2
5013 U16 0.1V 3x (见注2
13 直流电流2
5014 U16 0.1A 3x (见注2
14 保留5015 3x
15 保留5016 3x
16 总直流功率5017~5018 U32W 3x
17 A相电压/AB5019 U16 0.1V 3x 线电压
18 B相电压/BC
5020 U16 0.1V 3x 线电压
5021 U16 0.1V 3x 19 C相电压/CA 线电压
20 A相电流5022 U16 0.1A 3x
21 B相电流5023 U16 0.1A 3x
22 C相电流5024 U16 0.1A 3x
23 保留5025~5026 U323x
24 保留5027~5028 U323x
25 保留5029~5030 U323x
26 总有功功率 5031~5032 U32W 3x
27 保留 5033~5034 S32 3x
28 保留 5035 S16 3x
29 电网频率 5036 U16 0.1Hz 3x
30 逆变器效率5037 U16 0.1% 3x
31 设备状态5038 U16 见附录一3x
32 状态时间:年5039 U16 3x
33 状态时间:月5040 U16 3x
34 状态时间:日5041 U16 3x
35 状态时间:时5042 U16 3x
36 状态时间:分5043 U16 3x
37 状态时间:秒5044 U16 3x
38 状态数据1 5045 U16 见附录一3x
39 保留5046 U16 3x
40 保留5047 U16 3x
5048~5049 U16 3x 41 保留(以下数
据仅适用于
SG630K机型
42 故障状态5050~5051 U32 见附录一3x
43 保留5054~5057 3x
44 节点状态5058~5059 U32 见附录二3x
45 保留5060~5061 3x
46 电抗器温度5062 S16 0.1℃3x
47 模块温度1 5063 S16 0.1℃3x
48 模块温度2 5064 S16 0.1℃3x
49 模块温度3 5065 S16 0.1℃3x
50 模块温度4 5066 S16 0.1℃3x
51 模块温度5 5067 S16 0.1℃3x
52 模块温度6 5068 S16 0.1℃3x
53 环境温度1 5069 S16 0.1℃3x
54 环境温度2 5070 S16 0.1℃3x 3.2 参数设置地址定义序号名称地址数据类型
(参见注1
数据范围单位地址类型
设置数据
1 系统时钟:年5000 U16 4x
2 系统时钟:月5001 U16 4x
3 系统时钟:日5002 U16 4x
4 系统时钟:时5003 U16 4x
5 系统时钟:分5004 U1
6 4x
6 系统时钟:秒5005 U16 4x
7 开机/关机5006 U16 0xCF(开
机/0xCE(关
机/其他(不操
作
4x
8 限功率开关
(见注3 5007 U16 0xAA启用, 0x55关闭
(0xAA时限功
率设置起作用,
0x55时限功率
设置自动恢复
100%
4x
9 限功率设置
(见注3
5008 U16 0~1000 0.1% 4x
10 保留5009 U16 4x
11 保留5010 U16 4x
12 保留5011 U16 4x
13 保留5012 U16 4x
14 保留5013 U16 4x
15 保留5014 U16 4x
16 保留5015 U16 4x
17 保留5016 U16 4x
18 保留5017 U16 4x
19 保留5018 U16 4x
20 功率因数设置
(见注4 5019 S16 SG250K、SG500K
(-1000~-950,
950~1000;其
他(-1000~-900,
900~1000
0.001 4x
21 保留5020 U16 4x
22 保留5021 U16 4x
23 保留5022 U16 4x
24 保留5023 U16 4x
25 保留5024 U16 4x
26 保留5025~5028 4x
27 保留5029U16 4x
28 保留5030U16 4x
29 保留5031U16 4x
30 保留5032U16 4x
31 保留5033U16 4x
注1:①U16---无符号16bits整型数;
②U32---无符号32bits整型数;
③ S16---有符号16bits整型数;
④S32---有符号32bits整型数;
注2、SG10KTL~SG30KTL支持;
注3、SG1K5TL不支持;
注4、SG1K5TL不支持;
附录:
一、状态信息定义如下:
序号状态状态码故障状态状态数据
1 运行 0x0000 NO
2 直流过压 0x0001 YES
3 保留
4 保留
5 电网过压 0x0008 YES
6 电网欠压 0x0010 YES
7 变压器过温 0x0020 YES
8 频率故障 0x0040 YES
9 孤岛故障 0x0080 YES
10 保留
11 硬件故障 0x0200
YES
参见硬件故障数
据
12 接地故障 0x0400 YES
13 模块故障 0x0800
YES
参见模块故障数
据
14 保留
15 保留
16 接触器故障 0x4000 YES
17 停机 0x8000 NO
18 初始待机 0x1200 NO
19 按键关机 0x1300 NO
20 待机 0x1400 NO
21 紧急停机 0x1500 NO
22 启动中 0x1600 NO
23 电网过频 0x1700 YES
24 电网欠频 0x1800 YES
25 直流母线过压 0x2300 YES
26 直流母线欠压 0x2400 YES
27 逆变过压 0x2700 YES
28 输出过载 0x2800 YES
29 蓄电池过压 0x2900 YES
30 蓄电池欠压 0x3000 YES
31 保留
32 接触器吸合 0x5000 NO
33 接触器断开 0x5100 NO
34 关机中 0x5200 NO
35 直流脱扣 0x5300 NO
36 交流脱扣 0x5400 NO
37 故障(此状态仅适用
于SG630K机型
0x5500
YES
参见故障状态位
定义
硬件故障数据：0001―――直流电压 AD 采样通道异常0002―――直流电流AD 采样通道异常0003―――交流电压 V1 AD 采样通道异常0004―――交流电压V2 AD 采样通道异常0005―――交流电压 V3 AD 采样通道异常0006―――交流电流 I1 AD 采样通道异常0007―――交流电流 I2 AD 采样通道异常0008―――交流电流 I3 AD 采样通道异常0009―――机器内温度 AD 采样通道异常0010―――漏电流检测 AD 采样通道异常0011―――直流漏电流检测 AD 采样通道异常0012―――交流漏电流检测 AD 采样通道异常0013―――直流母线电压 AD 采样通道异常注：在此之外的硬件故障时，统一传代码 1000。模块故障数据：0001―――IBGBT 短路或过流的模块保护 0002―――IGBT 内部温度过高的模块过温保护0003―――电流检测硬件电路的过流保护0010―――A1 模块温度异常0011―――A2 模块温度异常0012―――B1 模块温度异常0013―――B2 模块温度异常0014―――C1 模块温度异常0015―――C2 模块温度异常注：模块故障不可分别时，统一传代码 0001。故障状态位定义： BIT 位号 BIT 0 BIT 1 BIT 2 BIT 3 BIT 4 BIT 5 状态直流欠压直流过压交流欠压交流过压频率欠频频率过频状态码0：正常 1：欠压 0：正常 1：过压 0：正常 1：欠压 0：正常 1：过压 0：正常 1：欠频 0：正常 1：过频故障状态非零状态为故障下同
BIT 6 BIT 7 BIT 8 BIT 9 BIT 10 BIT 11 BIT 12 BIT 13 BIT 14 BIT 15 接触器故障孤岛保护传感器失效 PDP 保护模块过温电抗器过温变压器过温直流漏电流保护交流漏电流保护过载保护 0：正常 1：故障 0：正常 1：故障 0：正常 1：故障0：正常 1：故障 0：正常 1：故障 0：正常 1：故障 0：正常 1：故障 0：正常 1：故障 0：正常 1：故障 0：正常 1：故障二、节点状态位定义如下： BIT 位号 BIT 0 BIT 1 BIT 2 BIT 3 BIT 4 BIT 5 BIT 6 BIT 7 BIT 8 BIT 9 状态交流断路器状态交流主接触器状态交流缓冲接触器状态直流断路器 1 状态直流断路器 2 状态 A1 模块风扇状态 A2 模块风扇状态 B1 模块风扇状态 B2 模块风扇状态 C1 模块风扇状态状态码 0：断开 1：闭合 0：断开 1：闭合 0：断开 1：闭合 0：断开 1：闭合 0：断开1：闭合 0：停机 1：运行 0：停机 1：运行 0：停机 1：运行 0：停机 1：运行 0：停机 1：运行备注
BIT 10 BIT 11 C2 模块风扇状态机房风机运行状态 0：停机 1：运行 0：停机1：运行三、举例举例通过通过 ModScan32 V4.C00-04 与 ComTest 测试。 3.1、获取一条运行信息假设从机地址为 1,需要获取 3x 地址类型的 5000 地址数据。主机发送(HEX： 01 04 13 87 00 01 85 67 从机回应(HEX： 01 04 02 00 22 39 29 注释：
读取 SG4KTL 设备类型码为 0x0022 3.2、获取多条运行信息假设从机地址为 1,需要获取 3x 地址类型的 5000 地址开始的 10 个地址的数据。主机发送(HEX： 01 04 13 87 00 0A C4 A0 从机回应(HEX： 01 04 14 00 22 00 28 00 00 00 00 00 05 00 00 00 26 00 00 00 00 00 00 AF F8 注释：读取 SG4KTL 设备类型码为 0x0022，额定输出
功率 4.0 kW，两相，日发电量为 0，总发电量为 5 kWh，总运行时间为 38h，机内空气温度为 0，机内变压器温度为 0 3.3、读取一条设置数据假设从机地址为 1,需要获取 4x 地址类型的 5000 地址数据。主机发送(HEX： 01 03 13 87 00 01 30 A7 从机回应(HEX： 01 03 02 07 D8 BA 2E 注释：读取 2008 年 3.4、读取多条设置数据假设从机地址为 1,需要获取 4x 地址类型的 5000 地址开始的 10 个地址的数据。主机发送(HEX： 01 03 13 87 00 0A 71 60 从机回应(HEX： 01 03 14 07 DA 00 0A 00 1E 00 09 00 28 00 25 00 CE 00 AA 01 F4 00 00 80 53 注释：读取时间：2010 年 10 月30 日 9 时 40 分 37 秒；关机；限功率启用，且限功率设置为 50.0% 3.5、设置一条
数据假设从机地址为 1,需要设置 4x 地址类型的 5000 地址数据。主机发送(HEX：01 10 13 87 00 01 02 07 DA 19 4D 从机回应(HEX：
01 10 13 87 00 01 B5 64 或主机发送(HEX： 01 06 13 87 07 DA BE CC 从机回应(HEX： 01 06 13 87 07 DA BE CC 注释：设置为 2010 年 3.6、设置多条数据假设从机地址为 1,需要设置 4x 地址类型的 5000 地址开始的 10 个地址的数据主机发送(HEX： 01 10 13 87 00 0A 14 07 D9 00 0A 00 1E 00 09 00 10 00 00 00 CE 00 AA 01 F4 00 00 3E 65 从机回应(HEX： 01 10 13 87 00 0A F4 A3 注释：时间设置为：2009 年 10 月 30 日 9 时 16 分 0 秒；设置为关机；限功率启用，且限功率设置为 50.0%
研旭光伏并网逆变器 YXSG-2.5KSL , YXSG-3KSL , YXSG-5KSL 安装使用手册 目录 1、安全说 明 (3) 2、产品描 述 (5) 2.1光伏并网系 统 .................................................................................................................... 6 2.2电路结构 ............................................................................................................................ 7 2.3特点 . .. (7)
2.4逆变器外观描 述 (8) 3、安 装 .......................................................................................................................................... 10 3.1 安装须 知 ......................................................................................................................... 10 3.2 安装流程说明 .. (11) 3.3安装准备 .......................................................................................................................... 12 3.4 选择合适的安装场 地 ..................................................................................................... 12 3.5 安装逆变 器 (14) 3.6 电气连 接 (14) 4、 LCD 操作说 明 . ......................................................................................................................... 21 4.1 按键功能说明 .. (21) 4.2 界面介 绍 (22) 5、故障排 除 (27) 5.1 初始化失败 ..................................................................................................................... 27 5.2 LCD 显示故 障 (27)
2015年6月15日 22:28 太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方 摘要：太阳能光伏发电是21世纪最为热门的能源技术领域之一，是解决人类能源危机的重要手段之一，引起人们的广泛关注。本文介绍了太阳能光伏并网控制逆变器的工作过程，分析了太阳能控制器最大功率跟踪原理，太阳能光伏逆变器的并网原理及主要控制方式。 1引言： 随着工业文明的不断发展，我们对于能源的需求越来越多。传统的化石能源已经不可能满足要求，为了避免面对能源枯竭的困境，寻找优质的替代能源成为人们关注的热点问题。可再生能源如水能、风能、太阳能、潮汐能以及生物质能等能源形式不断映入人们的眼帘。水利发电作为最早应用的可再生能源发电形式得到了广泛使用，但也有人就其的环境问题、安全问题提出过质疑，况且目前的水能开发程度较高，继续开发存在一定的困难。风能的利用近些年来也是热点问题，但风力发电存在稳定性不高、噪音大等缺点，大规模并网对电网会形成一定冲击，如何有效控制风能的开发和利用仍是学术界关注的热点。在剩下的可再生能源形式当中，太阳能发电技术是最有利用价值的能源形式之一。太阳能储量丰富，每秒钟太阳要向地球输送相当于210亿桶石油的能量，相当于全球一天消耗的能量。我国的太阳能资源也十分丰富，除了贵州高原部分地区外，中国大部分地域都是太阳能资源丰富地区，目前的太阳能利用率还不到1/1000。因此在我国大力开发太阳能潜力巨大。 太阳能的利用分为"光热"和"光伏"两种，其中光热式热水器在我国应用广泛。光伏是将光能转化为电能的发电形式，起源于100多年前的"光生伏打现象"。太阳能的利用目前更多的是指光伏发电技术。光伏发电技术根据负载的不同分为离网型和并网型两种，早期的光伏发电技术受制于太阳能电池组件成本因素，主要以小功率离网型为主，满足边远地区无电网居民用电问题。随着光伏组件成本的下降，光伏发电的成本不断下降，预计到2013年安装成本可降至1.5美元/Wp，电价成本为6美分/(kWh)，光伏并网已经成为可能。并网型光伏系统逐步成为主流。 本文主要介绍并网型光伏发电系统的系统组成和主要部件的工作原理。 2并网型光伏系统结构 图1所示为并网型光伏系统的结构。并网型光伏系统包括两大主要部分： 其一，太阳能电池组件。将太阳传送到地球上的光能转化成直流电能；其二，太阳能控制逆变器及并网成套设备，负责将电池板输出直流电能转为电网可接受的交流能量。根据功率的不同太阳能逆变器的输出形式可为单相或者三相；可带隔离变压器，也可不配隔离变压器。
第2章 基于定频积分的逆变器并网控制 2.1 引言 本章探索了一种基于定频积分控制的可选择独立工作和并网运行两种工作模式的光伏逆变器控制方案，对其工作原理以及并网电流纹波影响因素进行了理论分析，推导了控制方程，并给出了计算机仿真分析结果。 2.2 逆变器并网控制系统总体方案设计 如本文第一章所述，并网型逆变器主要应用在可再生新能源并网发电技术中，因此，对逆变器并网控制方案的研究也必须结合新能源发电的特点，达到最大限度的利用可再生资源。作者设计了一种既可以控制逆变器工作在并网送电状态，又可以控制逆变器工作在独立带载状态的逆变器并网控制系统。逆变器的具体工作模式由工作场合和用户需求决定，系统具有多功能。 本系统采用以定频积分为核心的控制方案。逆变器并网工作时采用基于定频积分的电流控制方案；独立工作时，在并网电流控制方案的基础上加入电压PI 外环，实现输出电压控制。定频积分控制不仅将并网输出电流控制和独立输出电压控制有机地融合在一起，而且使系统在两种工作模式下都具有良好的性能。 2.3 定频积分控制的一般理论 所谓定频积分控制是指保持电路工作的开关频率S f 不变，而通过积分器和 D 触发器来控制开关器件在每个周期的导通时间on T 和关断时间off T 。图2-1所示为定频积分控制的一般原理图。 定频积分控制是基于单周期控制的一种控制方法[43~45]。单周期控制是一种非线性控制技术， 该控制方法的突出特点是：无论是稳态还是暂态，它都能保持受控量(通常为斩波波形)的平均值恰好等于或正比于给定值，即能在一个开关周期，有效的抵制电源侧的扰动，既没有稳态误差，也没有暂态误差，这种控制技术可广泛应用于非线性系统的场合，比如脉宽调制、谐振、软开关式的变换器等。下面具体从理论上分析基于单周控制的定频积分控制的一般原理和特点。
随着生态环境的日益恶化，人们逐渐认识到必须走可持续发展的道路，必须完成从补充能源向替代能源的过渡。光伏并网是太阳能利用的发展趋势，光伏发电系统将主要用于调峰电站和屋顶光伏系统。 在光伏并网系统中，并网是核心部分。目前并网型系统的研究主要集中于DC-DC和DC-AC 两级能量变换的结构。DC-DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点;DC-AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获得单位功率因数。其中DC-AC是系统的关键设计。 太阳能光伏并网系统结构图如图1所示。本系统采用两级式设计，前级为升压斩波器，后级为全桥式逆变器。前级用于最大功率追踪，后级实现对并网电流的控制。控制都是由DSP芯片TMS320F2812协调完成。 图1 光伏并网系统结构图 逆变器的设计 太阳能并网逆变器是并网发电系统的核心部分，其主要功能是将发出的直流电逆变成单相交流电，并送入电网。同时实现对中间电压的稳定，便于前级升压斩波器对最大功率点的跟踪。并且具有完善的并网保护功能，保证系统能够安全可靠地运行。图2是并网逆变器的原理图。
图2 逆变器原理框图 控制系统以TI公司的TMS320F2812为核心，可以实现反馈信号的处理和A/D转换、DC/DC变换器和PWM逆变器控制脉冲的产生、系统运行状态的监视和控制、故障保护和存储、485通讯等功能。实际电路中的中间电压VDC、网压、并网电流和太阳能电池的电压电流信号采样后送至F2812控制板。控制板主要包括：CPU及其外围电路，信号检测及调理电路，驱动电路及保护电路。其中信号检测及调理单元主要完成强弱电隔离、电平转换和信号放大及滤波等功能，以满足DSP控制系统对各路信号电平范围和信号质量的要求。驱动电路起到提高脉冲的驱动能力和隔离的作用。保护逻辑电路则保证发生故障时，系统能从硬件上直接封锁输出脉冲信号。 在实现同频的条件下可用矢量进行计算，从图3可以看出逆变器输出端存在如图3a所示的矢量关系，对于光伏并网逆变器的输入端有下列基本矢量关系式： Vac=Vs+jωL·IN+RS·IN (1) 式中Vac—电网基波电压幅值，Vs—逆变器输出端基波幅值。 图1 光伏并网系统结构图 图3 控制矢量图 在网压Vac(t)为一定的情况下，IN(t)幅值和相位仅由光伏并网逆变器输出端的脉冲电压中的基波分量Vs(t)的幅值，及其与网压Vac(t)的相位差来决定。改变Vs(t)的幅值和相位就可以控制输入电流IN(t)和Vac(t)同相位。PWM整流器输入侧存在一个矢量三角形关系，在实际系统中RS 值的影响一般比较小，通常可以忽略不计得到如图3b所示的简化矢量三角形关系，即下式： (2) 在一个开关周期内对上式进行周期平均并假设输入电流能在一个开关周期内跟踪电流指令即可推导出下式： (3)式中K= L/TC，TC为载波周期。 从该模型即可以得到本系统所采用的图4所示的控制框图。此方法称为基于改进周期平均模型的固定频率电流追踪法。
并网逆变器工作原理 逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到220Ｖ，在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如12Ｖ、24Ｖ，就必须设计升压电路。 中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种，推挽电路，将升压变压器的中性插头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管调节输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。另外，为防止上、下桥臂发生共同导通，必须设计先关断后导通电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。 控制电路工作 逆变器的主电路均需要有控制电路来实现，一般有方波和正弦波两种控制方式，方波输出的逆变电源电路简单，成本低，但效率低，谐波成份大。正弦波输出是逆变器的发展趋势，随着微电子技术的发展，有ＰＷＭ功能的微处理器也已问世，因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。 1.方波输出的逆变器 方波输出的逆变器目前多采用脉宽调制集成电路，如ＳＧ3525，ＴＬ494等。实践证明，采用ＳＧ3525集成电路，并采用功率场效应管作为开关功率元件，能实现性能价格比较高的逆变器，由于ＳＧ3525具有直接驱动功率场效应管的能力并具有内部基准源和运算放大器和欠压保护功能，因此其外围电路很简单。 2.正弦波输出的逆变器 正弦波输出的逆变器控制集成电路，正弦波输出的逆变器，其控制电路可采用微处理器控制，如ＩＮＴＥＬ公司生产的80Ｃ196ＭＣ、摩托罗拉公司生产的ＭＰ16以及ＭＩ－ＣＲＯＣＨＩＰ公司生产的ＰＩＣ１６Ｃ７３等，这些单片机均具有多路ＰＷＭ发生器，并可设定上、下桥臂之间的死区时间，采用ＩＮＴＥＬ公司８０Ｃ１９６ＭＣ实现正弦波输出的电路，８０Ｃ１９６ＭＣ完成正弦波信号的发生，并检测交流输出电压，实现稳压。 主电路功率器件的选择 逆变器的主功率元件的选择至关重要，目前使用较多的功率元件有达林顿功率晶体管（ＢＪＴ），功率场效应管（ＭＯＳ－ＦＥＴ），绝缘栅晶体管（ＩＧＢＴ）和可关断晶闸管（ＧＴＯ）等，在小容量低压系统中使用较多的器件为ＭＯＳＦＥＴ，因为ＭＯＳＦＥＴ具有较低的通态压降和较高的开关频率，在高压大容量系统中一般均采用ＩＧＢＴ模块，这是因为ＭＯＳＦＥＴ随着电压的升高其通态电阻也随之增大，而ＩＧＢＴ在中容量系统中占有较大的优势，而在特大容量（１００ｋＶＡ以上）系统中，一般均采用ＧＴＯ作为功率元件。
第一章绪论 1.1 光伏发电背景与意义 作为一种重要的可再生能源发电技术，近年来，太阳能光伏(Photovoltaie，PV)发电取得了巨大的发展，光伏并网发电已经成为人类利用太阳能的主要方式之一。目前，我国已成为世界最大的太阳能电池和光伏组件生产国，年产量已达到100万千瓦。但我国光伏市场发展依然缓慢，截至2007年底，光伏系统累计安装100MWp，约占世界累计安装量的1％，产业和市场之间发展极不平衡。为了推动我国光伏市场的发展，国家出台了一系列的政策法规，如《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源十一五发展规划》等。这些政策和法规明确了太阳能发电发展的重点目标领域。《可再生能源中长期发展规划》还明确规定了大型电力公司和电网公司必须投资可再生能源，到2020年，大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例要达到3％以上。对于这一目标的实现，光伏发电无疑会起到非常关键的作用。 当下，我国地方和企业正积极共建兆瓦级以上光伏并网电站，全国已建和在建的兆瓦级并网光伏电站共11个（2008年5月前估计），典型的如甘肃敦煌10MW 并网光伏特许权示范项目，青海柴达木盆地的1000MW大型荒漠太阳能并网电站示范工程，云南石林166MW并网光伏实验示范电站。可以预见，在接下来的几年里，光伏并网发电市场将会为我国摆脱目前的金融危机提供强大的动力，光伏产业依然会持续以往的高增长率，光伏市场的前景仍然令人期待。光伏并网发电系统是利用电力电子设备和装置，将太阳电池发出的直流电转变为与电网电压同频、同相的交流电，从而既向负载供电，又向电网馈电的有源逆变系统。按照系统功能的不同，光伏并网发电系统可分为两类：一种是带有蓄电池的可调度式光伏并网发电系统；一种是不带蓄电池的不可调度式光伏并网发电系统。典型的不可调度式光伏并网发电系统如图1-1所示。
一文看懂光伏逆变器工作原理！ 工作原理及特点 工作原理： 逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。 特点： (1)要求具有较高的效率。 由于目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度的利用太阳能电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。 (2)要求具有较高的可靠性。 目前光伏电站系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如：输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。 (3)要求输入电压有较宽的适应范围。 由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压可能在 10V~16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。 光伏逆变器分类 有关逆变器分类的方法很多，例如：根据逆变器输出交流电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器;根据逆变器使用的半导体器件类型不同，又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等。根据逆变器线路原
理的不同，还可分为自激振荡型逆变器、阶梯波叠加型逆变器和脉宽调制型逆变器等。根据应用在并网系统还是离网系统中又可以分为并网逆变器和离网逆变器。为了便于光电用户选用逆变器，这里仅以逆变器适用场合的不同进行分类。 1、集中型逆变器 集中逆变技术是若干个并行的光伏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的IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流，一般用于大型光伏发电站(>10kW)的系统中。最大特点是系统的功率高，成本低，但由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配(特别是光伏组串因多云、树荫、污渍等原因被部分遮挡时)，采用集中逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电户能的下降。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏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效率。 2、组串型逆变器 组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串(1-5kw)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，已成为现在国际市场上最流行的逆变器。 许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本，也增加了系统的可靠性。同时，在组串间引人"主-从"的概念，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"的概念，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。
光伏并网逆变器的电流锁相改进方案及实现 摘要：基于光伏发电并网逆变器控制中电流锁相的重要性和复杂性，提出了带预锁相和遗忘算法的电流锁相方案，该方案可采用硬件锁相和软件锁相两种方式实现。建立了以MC56F8345 型DSF 为控制核心的PWM 逆变器数字化并网实验平台，对改进后的电流锁相方案进行验证。实验结果表明，该方案很好地实现了逆变器输出电流与电网电压的同步锁相控制，且输出电流的幅值、相位、频率均符合控制要求，可稳定、可靠地并网发电，并能实现网侧单位功率因数。关键词：光伏发电；并网逆变器；电流锁相1 引言在光伏发电系统中，并网逆变器输出电流的控制十分重要。有效控制逆变器输出电流可实现网侧功率因数可调。控制电流时，电流锁相十分关键，必须对电网电压的频率和相位进行实时检测，并以此控制逆变器输出电流与电网电压保持同频同相，即同步锁相。若不能稳定、可靠地锁相，则在逆变器与电网连接(并网)过程中会 产生很大的环流，对设备造成冲击，缩短设备使用寿命，严重时还会损坏设备。因此，研究光伏发电并网逆变器电流锁相改进方案及数字化实现具有现实意义。 2 光伏并网逆变器电流矢量控制策略光伏发电并网系统结构框图如图1 所示。图中上半部分为系统主电路，下半部分为系统控制电路。控制过程如下：根据PV 的输出电压、电流，由MPPT 算法获得Ud 参考值，与Ud 实际值比较后经电压调节器得到有功电流(d 轴电流)参考值。φ*为给定功率因数角，为无功电流(q 轴电流)参考值。若要求单位功率因数，则φ*=0，=0。 电流闭环控制通常采用电流矢量控制。图2 示出电流矢量控制的矢量关系图。 u，i．e 分别为逆变器输出电压、输出电流和电网电压的空间矢量。旋转坐
100kW光伏并网逆变器 设计方案 目录 1. 百千瓦级光伏并网特点 (2) 2 光伏并网逆变器原理 (3) 3 光伏并网逆变器硬件设计 (3) 3.1主电路 (6) 3.2 主电路参数 (7) 3.2.1 变压器设计............................................................................. 错误!未定义书签。 3.2.3 电抗器设计 (7) 3.3 硬件框图 (10) 3.3.1 DSP控制单元 (11) 3.3.2 光纤驱动单元 (11) 3.3.2键盘及液晶显示单元 (13) 3 光伏并网逆变器软件 (13)
1. 百千瓦级光伏并网特点 2010年全球太阳能光伏发电系统装机容量将达到10000MWp（我国将达到400MWp），2010年以后还将呈进一步加速发展趋势。百千瓦级大型光伏发电并网用逆变控制功率调节设备，成本低，效率高，容量大，被国内外光伏界公认为是适合大功率光伏发电并网用的最具技术含量、最有发展前景的新一代主流产品，直接影响到未来光伏发电的走向。 百千瓦级大功率光伏并网逆变电源其应用对象主要为大型光伏并网电站，从原理上讲，其并网控制技术与中小功率光伏并网系统的控制技术基本相同，但由于装置容量较大，在技术指标的实现达标和功能设计方面却有较大区别。 在技术指标上，主要会影响： 1.并网电流畸变率 在系统的额定容量达到一定数量级时，一些存在的技术问题将会逐步暴露并影响到系统的性能指标，其最重要的一点就是并网电流波形畸变率的控制和电流滤波方式。该系统中的主变压器一般选择为三相Δ/Y型式，且容量较大，此时变压器的非线性和励磁电流对并网电流波形的影响不容忽视，否则会引起并网电流波形的明显畸变和三相电流不平衡。 2.电磁噪声 由于是三相桥式逆变结构，受IGBT功率模块的开关频率限制及考虑系统的效率指标，系统的电流脉动要远高于中小功率系统，对电流的滤波和噪声控制需要特别注意，此时对系统的滤波电路设计和并网电流PWM控制方式的研究至关重要。由于系统的dv/dt、di/dt和电流幅值较大，其EMI和EMC的指标实现可能存在技术难度，由于系统的噪声可能影响其电流、功率的检测和计算精度，在最大功率跟踪和孤岛效应识别等方面的影响还难以预计。 在技术指标上，主要考虑： 1)主电路工艺结构设计 2)散热工艺结构设计 3)驱动方式设计
第5章单相并网逆变器 后级的DC- AC部分，采用单相全桥逆变电路，将前级 DC- DC输出的400V 直流电转换成220V/50Hz 正弦交流电，完成逆变向电网输送功率。光伏并网逆变器实现并网运行必须满足要求：输出电压与电网电压同频同相同幅值，输出电流与电网电压同频同相（单位功率因数），而且其输出还应满足电网的电能质量要求，这些都依赖于逆变器的有效并网控制策略。 光伏并网逆变器拓扑结构 按逆变器主电路的拓扑结构分类，主要有推挽逆变器、半桥逆变器和全桥逆变器。 5.1.1推挽式逆变电路 推挽式逆变电路由两只共负极的功率开关元件和一个原边带有中心抽头的升压变压器组成。它结构简单，两个功率管可共同驱动，两个开关元件的驱动电路具有公共地，这将简化驱动电路的设计。 U 图5-1 推挽式逆变器电路拓扑 推挽式电路的主要缺点是很难防止输出变压器的直流饱和，另外和单电压极性切换的全桥逆变电路相比，它对开关器件的耐压值也高出一倍。因此适合应用于直流母线电压较低的场合。此外，变压器的利用率较低，驱动感性负载困难。推挽式逆变器拓扑结构如图5-1 所示。 5.1.2半桥式逆变电路 } 半桥式逆变电路使用的功率开关器件较少，电路结构较为简单，但主电路的交流输出电压幅值仅为输入电压的一半，所以在同等容量条件下，其功率开关的额定电流要大于全桥逆变电路中功率元件额定电流，数值为全桥电路的2 倍。由于分压电容的作用，该电路具有较强的抗电压输出不平衡能力，同时由于半桥
式逆变电路控制较为简单，且使用元件少、成本低，因此在小功率等级的逆变电源中常被采用。其主要缺点是直流侧电压利用率低，在同样的开关频率下电网电流的谐波较大。 图5-2 半桥式逆变器电路拓扑 5.1.3全桥式逆变电路 全桥逆变电路可以认为是由2 个半桥逆变电路组成的，在单相电压型逆变电路中是应用最多的电路，主要用于大容量场合。在相同的直流输入电压下，全桥逆变电路的最大输出电压是半桥式逆变电路的2 倍。这意味着输出功率相同时，全桥逆变器的输出电流和通过开关元件的电流均为半桥式逆变电路的一半。 本文采用的是单相全桥式逆变器，其拓扑结构如图5-3 所示，它结构简单且易于控制，在大功率场合中广为应用，可以减少所需并联的元件数。其不足是要求较高的直流侧电压值。 图5-3 单相全桥逆变器电路拓扑 光伏并网逆变器的控制 光伏并网逆变器按控制方式分类，可分为电压源电压控制、电压源电流控制、电流源电压控制和电流源电流控制四种方法。以电流源为输入的逆变器，其直流侧需要串联大电感提供稳定的直流电流输入，但由于此大电感往往会导致系统动态响应差，因此当前大部分并网逆变器均采用以电压源输入为主的方式，即电压型逆变器。采用电压型逆变主电路，可以实现有源滤波和无功补偿的控制，在实际中已经得到了广泛的研究和应用，同时可以有效地进行光伏发电、提高供电质
太阳能光伏并网逆变器的设计原理框图 随着生态环境的日益恶化，人们逐渐认识到必须走可持续发展的道路，太阳能必须完成从补充能源向替代能源的过渡。光伏并网是太阳能利用的发展趋势，光伏发电系统将主要用于调峰电站和屋顶光伏系统。 在光伏并网系统中，并网逆变器是核心部分。目前并网型系统的研究主要集中于DC-DC和DC-AC两级能量变换的结构。DC-DC变换环节调整光伏阵列的工作点使其跟踪最大功率点;DC-AC逆变环节主要使输出电流与电网电压同相位，同时获得单位功率因数。其中DC-AC是系统的关键设计。 太阳能光伏并网系统结构图如图1所示。本系统采用两级式设计，前级为升压斩波器，后级为全桥式逆变器。前级用于最大功率追踪，后级实现对并网电流的控制。控制都是由DSP芯片TMS320F2812协调完成。 图1 光伏并网系统结构图
逆变器的设计 太阳能并网逆变器是并网发电系统的核心部分，其主要功能是将太阳能电池板发出的直流电逆变成单相交流电，并送入电网。同时实现对中间电压的稳定，便于前级升压斩波器对最大功率点的跟踪。并且具有完善的并网保护功能，保证系统能够安全可靠地运行。图2是并网逆变器的原理图。 图2 逆变器原理框图
控制系统以TI公司的TMS320F2812为核心，可以实现反馈信号的处理和A/D转换、DC/DC变换器和PWM逆变器控制脉冲的产生、系统运行状态的监视和控制、故障保护和存储、485通讯等功能。实际电路中的中间电压VDC、网压、并网电流和太阳能电池的电压电流信号采样后送至F2812控制板。控制板主要包括：CPU及其外围电路，信号检测及调理电路，驱动电路及保护电路。其中信号检测及调理单元主要完成强弱电隔离、电平转换和信号放大及滤波等功能，以满足DSP控制系统对各路信号电平范围和信号质量的要求。驱动电路起到提高脉冲的驱动能力和隔离的作用。保护逻辑电路则保证发生故障时，系统能从硬件上直接封锁输出脉冲信号。 在实现同频的条件下可用矢量进行计算，从图3可以看出逆变器输出端存在如图3a所示的矢量关系，对于光伏并网逆变器的输入端有下列基本矢量关系式： Vac=Vs+jωL·IN+RS·IN (1) 式中Vac—电网基波电压幅值，Vs—逆变器输出端基波幅值。
三相光伏并网逆变器的设计毕业设计开题报告 1 选题的目的和意义 随着社会生产的曰益发展，对能源的需求量在不断增长，全球范围内的能源危机也日益突出。地球中的化石能源是有限的，总有一天会被消耗尽。随着化石能源的减少，其价格也会提高，这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源，特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。其中太阳能资源在我国非常丰富，其应用具有很好的前景。 光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电，并回馈电网。存阳光充足时，太阳能发出的电可供使用，而不使用市网电；在阳光不充足或光伏发电量达不到使用量时，由控制部分自动调节，通过市网电给予补充。此系统主要用于输电线路调峰电站以及屋顶光伏系统。 光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器，在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析，同时选用Tl公司的DSP芯片TMs320F2812作为控制CPU，阐述了芯片特点及选择的原因。并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了闸述并提出了针对本设计的实现方法。最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。 2 本选题的国内外动向 太阳能光伏并网发电始于20世纪80年代，由于光伏并网逆变器在并网发电中所起的核心作用，世界上主要的光伏系统生产商都推出了各自商用的并网逆变器产品。这些并网逆变器在电路拓扑、控制方式、功率等级上都有其各自特点，其性能和效率也参差不齐。目前在国内外市场上比较成功的商用光伏并网逆变器主要有以下几种： 1．德国SMA公司的Sunny Boy系列光伏逆变器艾思玛太阳能技术股份公司(SMA SolarTechnology AG)是全球光伏逆变器第一大生产供应商，并引领着全球光伏领域的技术创新和发展。该公司推出的Sunny Boy系列光伏组串逆变器是目前为止并网光伏发电站最成功的逆变器，市场份额高达60％。其在国内的典型工程包括大兴天普“50kWp大型屋顶光伏并网示范电站"、深圳国际园林花卉博览园1MWp光伏并网发电工程等。 2．奥地利Fronius公司的IG系列光伏逆变器Fronius是专业生产光伏并网逆变器和控制器
三相光伏并网逆变器及控制系统的设计 发表时间：2019-01-16T11:17:41.947Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：任婧玮汪子涵[导读] 现在新能源的开发与使用逐渐受到了世界各国的关注，解决新能源需求、环境保护及经济发展之间的互锁关系日益成为世界各国的头等难题。国网安徽省电力有限公司濉溪县供电公司安徽淮北 235100 摘要：本文介绍了基于L型滤波器三相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构。在该拓扑结构数学模型的基础上，设计了三相光伏并网逆变器双闭环控制系统的结构。选择电压电流双闭环PI控制及SVPWM调制策略，通过实验分析验证系统的可靠性和实用性。 关键词：逆变器；PI控制；SVPWM 0 引言 现在新能源的开发与使用逐渐受到了世界各国的关注，解决新能源需求、环境保护及经济发展之间的互锁关系日益成为世界各国的头等难题。太阳能作为技术含量最高、最有发展前景的新能源，具有普遍、无害性、巨大以及长久等优点[1-3]。太阳能发电系统包括光伏电池发电装置与变换器装置，系统输出的电能供给用户负载使用。而并网逆变器作为光伏并网发电的核心，对其进行控制策略的研究具有很高的现实意义[4-6]。本文以两级式非隔离三相并网逆变器的拓扑结构为研究对象，分析了太阳能光伏电池的数学模型和输出特性，然后对双闭环并网控制系统及逆变调制策略进行研究，最后进行实验，验证了理论的正确性。 1 光伏并网逆变器的系统结构 本文采用L型滤波器实现并网逆变器与电网的连接。如图1所示为三相并网逆变器的拓扑结构图，其中ea、eb、ec为三相配电网电压，中性点为O点，逆变器交流侧输出电流为ia、ib、ic，逆变器输出交流和配电网侧等效电感为L，等效线路电阻为R，三相全桥拓扑结构3个桥臂的中点输出电压为Ua、Ub、Uc，T1~T6为IGBT开关管器件，C为输入直流侧滤波与稳压电容，Udc为输入直流侧电压，idc为直流母线侧电流。
光伏并网逆变器说明书型号：BNSG-2KTL 山东博奥斯能源科技有限公司
目录 重要说明.................................................................................................................................................. ４安全注意事项.......................................................................................................................................... ４使用说明.................................................................................................................................................. ４1、绪论.................................................................................................................................................... ５ 1.1、前言.................................................................................................................................... ５ 1.2、光伏并网系统应用介绍........................................................................................................ ５ 2、总体介绍............................................................................................................................................ ６ 2.1、产品外观说明........................................................................................................................ ６ 2.2、电气原理框图........................................................................................................................ ７ 2.3、性能特点................................................................................................................................ ７ 2.4 、保护设备.............................................................................................................................. ８ 3、拆卸和安装........................................................................................................................................ ８ 3.1、拆包检验................................................................................................................................ ８ 3.2、安装说明................................................................................................................................ ８ 3.3、安装条件................................................................................................................................ ９ 3.4、逆变器的安装.....................................................................................................................１０ 3.5、逆变器安装位置的选择.....................................................................................................１０ 3.6、逆变器的尺寸.....................................................................................................................１１ 4、电气连接.........................................................................................................................................１２ 4.1、连接需求...........................................................................................................................１２ 4.1.2、直流输入...................................................................................................................１２ 4.1.2、单相电网...................................................................................................................１２ 4.1.3、连接线.......................................................................................................................１２ 4.1.4、电气连接工具...........................................................................................................１２ 4.2、开始连接.............................................................................................................................１３ 4.2.1、安全说明...................................................................................................................１３ 4.2.2、接线端子图...............................................................................................................１３ 4.2.3、电网连接...................................................................................................................１４ 4.2.4、连接直流输入...........................................................................................................１４ 4.2.5、连接RS485通讯线（选配件）..............................................................................１５ 5、启动与关闭.....................................................................................................................................１６ 5.1、启动过程.............................................................................................................................１６ 5.2、关机过程.............................................................................................................................１６ 5.3、紧急关机过程.....................................................................................................................１６ 6 、功能说明.......................................................................................................................................１７ 6.1、工作模式.............................................................................................................................１７ 6.2 、并网发电...........................................................................................................................１７ 6.3 与电网断开.........................................................................................................................１８ 7、操作.................................................................................................................................................１９ 7.1、液晶显示...........................................................................................................................１９ 7.2按键功能说明........................................................................................................................１９ 7.3、液晶控制板上电后显示界面.............................................................................................２０ 7.4、数据查询及状态显示信息.................................................................................................２０ 7.5、故障信息界面.....................................................................................................................２１