摘要:本文为凌讯微电子电源类/储能专题文章,详解三相并网光伏逆变器DC‑DC Boost升压+三相全桥DC‑AC逆变、与三相电网同步馈电并网发电电控系统拓扑,覆盖MPPT最大功率追踪、电网电压定向矢量控制、LCL滤波与孤岛保护,面向户用屋顶、工商业屋顶、地面集中式、农光互补、光储充微网、渔光互补等场景,提供SJ/HV MOS、SiC MOS、SiC SBD续流二极管与IGBT器件选型清单,为三相光伏逆变器功率变换与并网发电方案设计、器件选型提供参考。
产品概述:并网光伏逆变器属于太阳能电能变换设备,主回路采用DC‑DC升压+三相全桥DC‑AC逆变两级拓扑。光伏组件产生低压直流电,先经Boost升压电路抬升至稳定高压直流母线;再由三相逆变桥将直流逆变为与电网同频同相的正弦交流电,馈入公共电网。整机包含光伏输入配电、DC‑DC Boost升压单元、高压母线电容、三相逆变桥、LCL并网滤波回路、交直流电压电流采样、绝缘检测、并网继电器、主控单元、MPPT最大功率追踪控制、孤岛保护、散热系统组成;具备过压、过流、过载、漏电、孤岛、过热、防雷保护,可实时追踪光伏最大功率点,实现太阳能高效并网发电。
基础电气规格(30kW三相并网光伏逆变器示例)
拓扑工作原理:太阳能光伏阵列输出低压直流电,经过直流断路器、EMI滤波送入多路Boost升压电路;主控运行MPPT最大功率追踪算法实时调节Boost占空比,使光伏组件始终输出最大有功功率;升压之后得到稳定高压直流,经母线电容滤波送入三相逆变桥;逆变桥将直流电逆变为高频PWM交流波形,再经由LCL滤波器滤除谐波,得到纯净正弦交流电;在锁相环PLL控制下输出电压相位、频率与电网保持同步,闭合并网继电器将电能馈入电网。采样电路实时采集光伏侧、母线侧、并网侧电压电流信号,主控执行电流‑电压双闭环矢量控制;同时持续运行孤岛检测算法;一旦电网失电、过流、绝缘故障、过热触发保护,逆变器立即封锁PWM脉冲、断开并网继电器,脱网停机保障电网安全。
1、户用屋顶分布式光伏发电场景
2、工商业厂房屋顶光伏电站场景
3、大型地面集中式光伏电站场景
4、农光互补光伏电站场景
5、光储充一体化微网电站场景
6、渔光互补水上光伏电站场景
下表为三相并网光伏逆变器推荐功率器件:PFC开关&DC半桥SJ/HV MOS、PFC开关SiC MOS、PFC输出SiC SBD续流二极管及DC半桥IGBT,适配Boost升压+三相全桥逆变并网发电方案选型。
| 应用位置 | 类型 | 型号 | 规格 | 封装 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| PFC开关&DC半桥 | SJ MOS | LC65R040B | 35mR/650V | TO247 | PFC/半桥开关管 |
| PFC开关&DC半桥 | SJ MOS | LC60R130F | 130mR/650V | TO220F | PFC/半桥开关管 |
| PFC开关&DC半桥 | SJ MOS | LC65R600F | 520mR/650V | TO220F | PFC/半桥开关管 |
| PFC开关&DC半桥 | SJ MOS | LC65R600D | 520mR/650V | TO252 | PFC/半桥开关管 |
| PFC开关&DC半桥 | HV MOS | CS10N65A2 | 460mR/650V | TO220F | PFC/半桥开关管 |
| PFC开关&DC半桥 | HV MOS | CS30N65A6 | 255mR/650V | TO247 | PFC/半桥开关管 |
| PFC开关 | SiC MOS | LSC380M65D | 360mR/650V | TO252 | PFC开关管 |
| PFC开关 | SiC MOS | LSC040M65B | 35mR/650V | TO247 | PFC开关管 |
| PFC输出 | SiC SBD | LSC10D65D | 10A/650V | TO252 | 续流二极管 |
| PFC输出 | SiC SBD | LSC80D65B | 80A/650V | TO247 | 续流二极管 |
| DC半桥 | IGBT | LGT20N65H | 20A/650V | TO220F | 半桥开关管 |
| DC半桥 | IGBT | LGT40N65HB | 40A/650V | TO247 | 半桥开关管 |
← 左右滑动查看完整器件选型表格 →
Q1:三相并网逆变器与单相有何区别?
A:三相逆变器输入输出三相、功率更大(如30kW),适合工商业与地面电站,馈电至三相电网,谐波与电网冲击更小。
Q2:三相光伏逆变器功率器件如何选型?
A:Boost与三相半桥按650V耐压选SJ/HV/SiC MOS,PFC输出配SiC SBD续流,三相桥可配IGBT,按30kW功率并联并强化散热。
Q3:并网逆变器如何与电网同步且防孤岛?
A:锁相环PLL锁定电网电压频率相位,电流电压双闭环矢量控制馈电;电网失电时孤岛检测立即脱网、断继电器,保障检修安全。
本文为凌讯微电子【电源类/储能】专题技术文章。如需了解储能与三相并网方案,可浏览网站储能变流器PCS、光伏逆变器选型指南,也可查看【电机类】、【电池类(BMS)】栏目其他选型资料。
来源:广东凌讯微电子
编辑:技术部