[实用新型]一种高原型分布式光伏并网逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源光伏发电技术领域，具体地说是涉及一种高原型分布式光伏并网逆变器。

背景技术

由于传统能源的枯竭和人们对环境的重视，电力系统正面临着巨大变革。而太阳能光伏发电对缓解日益严重的环境和能源危机具有特别重要的意义。在光伏发电系统中，主要有集中式大规模光伏电站和分布式光伏并网发电系统及小型独立式光伏发电装置装置三种形式。集中式大规模光伏电站投资规模大，与大电网并网，一般都建立在远离用户的边远荒漠、戈壁。而小型独立式光伏发电装置装置一般容量在几千Wp以下，作为无电区域的照明及生活用电。分布式光伏并网发电通常是指利用分散式资源，布置在用户附近，装机规模在十几千KWp以内的发电系统，它一般并网于35千伏以下或更低电压等级的电网。由于分布式光伏并网发电系统具有分散独立、可靠性高的特点，各电站相互独立，用户可以自行控制，因此完全可以避免大规模停电事故，有着比较高的安全可靠性。当大电网安全、稳定性不足时，分布式光伏发电系统可以对其进行弥补。如在意外灾害发生时可以对局域网继续供电。

同时分布式系统具有可以对区域的电能质量和性能进行实时监控，充分利用各地太阳能清洁能源，减少环保压力等显著优点。使得分布式光伏并网发电系统特别适用于城市建筑物屋顶的光伏发电以及农村乡镇、边远地区的学校、机关；医院、寺庙和发展中的中小城市等电网供应不够稳定的地区。

分布式光伏并网发电特指采用光伏组件将太阳能直接转换为电能，并将电能通过逆变装置传输到电网上的分布式发电系统。

为鼓励分布式光伏并网发电的发展，国家近年来连续出台政策支持分布式光伏并网发电发展。为了响应国家政策，国家电网公司发布分布式光伏并网发电相关管理办法，为促进分布式发电的快速发展奠定了坚实的基础。

分布式光伏并网发电系统一般由光伏阵列、逆变器和控制器三部分组成。逆变器是连接光伏阵列和电网的关键部件，并网逆变器作为光伏电池与电网的接口装置，将光伏电池的电能转换成交流电能并传输到电网上，在分布式光伏并网发电系统中起着至关重要的作用，现代逆变技术为光伏并网发电的发展提供了强有力的技术和理论支持。当前，随着微电子技术和现代控制理论的不断进步，矢量控制技术、多电平变换技术、重复控制、模糊控制等技术在逆变领域得到了较好的应用，极大的促进了逆变器技术的发展；同时现代电力电气技术的发展使功率场效应管、绝缘栅型晶体管、MOS控制晶闸管等大功率器件的性能不断提高，为逆变器向大容量方向发展奠定了基础。 目前，逆变技术正朝着高频化、高效率、高功率密度、高可靠性、智能化的方向发展。

近年来，我国的光伏产业发展迅猛。我国光伏组件产量自2007年以来，连续5年位居世界第一。2011年，我国光伏组件产量是当年新增安装容量的10倍，90%的光伏组件需要销往国外。近年，我国光伏产业严重依赖国外市场的风险在欧美“双反”时暴露无遗，处境十分危急。为摆脱困境，积极开拓国内市场，我国的光伏产业目前纷纷转向青藏高原等西北地区市场。而西北地区独特的地理、气候环境，如随海拔高度的增加，大气的压力下降，空气的密度和湿度相应减少，其特征为：1、空气压力或空气密度较低。2、空气温度较低，温度变化较大。3、太阳辐射照度较高。这些特点对光伏并网逆变器等电气设备的性能造成较大影响。为适应高原地区的应用，当前的光伏并网逆变器只有采取降低容量使用等手段，从而造成诸多浪费。

高原地区环境对光伏并网逆变器的影响，主要表现为：

1、空气压力或空气密度降低造成：

a、对绝缘介质强度的影响：空气压力或空气密度的降低，会引起电气设备外绝缘强度的降低，在海拔至5000米范围内，每升高1000米，平均气压降低7.7—10.5kpa，外绝缘强度要降低8%--13%。

b、对电气间隙击穿电压的影响：对设计定性的电气产品，其电气间隙已经固定，随着空气压力降低，其击穿电压也要下降。

c、对介质冷却效应即产品温升的影响：空气压力或空气密度的降低，对自然对流、强迫风冷或空气散热器为主要散热方式的电气产品，由于散热能力的降低，温升增加。在海拔至5000米范围内，每升高1000米，平均气压降低7.7—10.5kpa，温升增加3%--10%。

2、高原日温差或温度变化大及高原热辐射增加对电气产品结构的影响在于：使产品外壳、线路板等容易产生变形、龟裂、密封结构容易破裂。高原辐射增加会引起电器产品表面较大的附加温升，降低有机绝缘材料的材质性能。