5kW住宅并网型光伏发电

发布于：2014-11-14 16:33:14 来自：电气工程/光伏太阳能 [复制转发]

太阳能电池方阵在太阳光辐照下发出直流电，经逆变器转换为交流电，供用电器使用，系统同时又与电网相联，白天将太阳能电池方阵发出的多余电能经并网逆变器逆变为符合所接电网电能质量要求的交流电馈入电网，在晚上或阴雨天发电量不足时，由电网向住宅 ( 用户 ) 供电。

住宅并网型光伏发电站示意图

1 ：太阳能电池板； 2 ：接线箱； 3 ：连接电线； 4 光伏并网逆变器； 5 ：电表，其中一个测量总发电量，另一个测量用户用电量。 5kW 并网光伏发电站系统由太阳能电池板、光伏并网逆变器和电表及接线箱等组成。太阳能电池方阵是并网光伏系统的主要部件。一般都用支架安装在建筑物的屋顶上。目前主要有如下两种形式：

1 ）建筑与光伏系统相结合

作为光伏与建筑相结合的第一步，是将现成的平板式光伏组件安装在建筑物的屋顶等处，引出端经过逆变和控制装置与电网联接，由光伏系统和电网并联向住宅 ( 用户 ) 供电，多余电力向电网反馈，不足电力向电网取用。

2 ）建筑与光伏组件相结合

光伏与建筑相结合的进一步目标，是将光伏器件与建筑材料集成化。目前已研发出的品种有：双层玻璃大尺寸光伏幕墙、透明和半透明光伏组件、隔热隔音外墙光伏构件、光伏屋面瓦、大尺寸、无边框、双玻璃屋面光伏构件、面积达 2m2 左右代替屋顶蒙皮的光伏构件等。

一、5KW 光伏并网逆变器

并网逆变器是并网光伏系统的核心部件和技术关键，不仅可将太阳能电池方阵发出的直流电转换为交流电，并且还可对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功与无功、同步、电能品质 ( 电压波动、高次谐波 ) 等进行控制，其主要功能如下：

1) 自动开关：根据从日出到日落的日照条件，尽量发挥太阳能电池方阵输出功率的潜力，在此范围内实现自动开始和停止。

2) 最大功率点跟踪 (MPPT) 控制：跟随太阳能电池方阵表面温度变化和太阳辐照度变化跟踪控制，使方阵经常保持最大的功率输出。

3) 防孤岛效应：系统所在地发生停电，当负荷电力与逆变器输出电力相同时，逆变器的输出电压不会发生变化，难以察觉停电，因而有通过系统向所在地供电的可能，这种情况称作孤岛效应。在这种情况下，本应停了电的配电线中又有了电，这对于检查人员是危险的，因此并网光伏发电站要具有防孤岛效应功能。

二、逆变器系统组成原理

5KW 光伏并网逆变器主要由 DC/DC 变换电路、 DClink 电路、 DC/AC 电路、 LC 滤波电路和 DSP 控制电路等五部分组成。 DC/DC 变换电路为 BOOST 升压电路，采用 PWM 控制算法将太阳能电池阵列输出的直流电压升压到满足 DC/AC 转换所需要的电压值； DClink 电路连接 DC/DC 转换电路和 DC/AC 转换电路，起到平稳直流电压作用； DC/AC 电路为全桥逆变电路，采用 SPWM 控制算法，产生与电网电压同频同相的电流，使整个装置的并网功率因数接近 1 ；由于采用 SPWM 控制，逆变器的输出电压波形由基波和高次谐波组成，输出滤波电路作用为滤除逆变器输出电压中的谐波分量，获得低 THD 的入网电流； DSP 控制电路主要完成 DC/DC 转换算法和 DC/AC 转换算法及各主要信号的采集和外界通信。

整个系统原理框图如下：

逆变器技术指标

输入直流电压范围： 100V ～ 550V ；最大输入电流： 15A ；输出交流电压： 230V ；