光伏逆变器工作原理

逆(ni)(ni)变装置的(de)核心(xin)，是逆(ni)(ni)变开关电路，简称为(wei)逆(ni)(ni)变电路。该(gai)电路通(tong)过电力电子开关的(de)导通(tong)与关断，来(lai)完成逆(ni)(ni)变的(de)功能。

特点：

（1）要求具有较高的效率

由(you)于目(mu)前太(tai)阳能(neng)电(dian)池(chi)的(de)价格偏高，为了最大限度的(de)利用太(tai)阳能(neng)电(dian)池(chi)，提高系统效率(lv)，必须设(she)法提高逆变器(qi)的(de)效率(lv)。

（2）要求具有较高的可靠性

目(mu)前光伏(fu)电站系统主要用于边远(yuan)地区，许多电站无人值守和维护(hu)(hu)，这(zhei)就要求(qiu)(qiu)逆变器(qi)有(you)合(he)理(li)的电路结(jie)构，严格的元器(qi)件筛选(xuan)，并要求(qiu)(qiu)逆变器(qi)具 备各种保护(hu)(hu)功(gong)能(neng)，如：输入直(zhi)流(liu)极性接反保护(hu)(hu)、交流(liu)输出短(duan)路保护(hu)(hu)、过热、过载保护(hu)(hu)等。

（3）要求输入电压有较宽的适应范围

由于太阳(yang)能(neng)电池的(de)(de)端电压随负载(zai)和日照强度(du)变化(hua)(hua)(hua)而变化(hua)(hua)(hua)。特(te)别(bie)是当蓄(xu)电池老(lao)化(hua)(hua)(hua)时其(qi)端电压的(de)(de)变化(hua)(hua)(hua)范围很大(da)，如12V的(de)(de)蓄(xu)电池，其(qi)端电压可能(neng)在 10V~16V之(zhi)间(jian)变化(hua)(hua)(hua)，这(zhei)就要求逆变器在较大(da)的(de)(de)直流输入(ru)电压范围内保证正常(chang)工作。

光伏逆变器分类

有关逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)分类(lei)的(de)(de)方法(fa)很多，例如(ru)：根据(ju)逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)输出交流(liu)电(dian)压的(de)(de)相数，可(ke)(ke)分为(wei)(wei)(wei)单相逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)和三相逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)；根据(ju)逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)使用(yong)(yong)的(de)(de)半导体器(qi)(qi)(qi)件类(lei)型(xing) 不同(tong)，又可(ke)(ke)分为(wei)(wei)(wei)晶(jing)体管逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)、晶(jing)闸管逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)及可(ke)(ke)关断晶(jing)闸管逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)等。根据(ju)逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)线路原(yuan)理的(de)(de)不同(tong)，还可(ke)(ke)分为(wei)(wei)(wei)自激振荡型(xing)逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)、阶梯波叠加型(xing)逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)和脉宽调制(zhi)型(xing)逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)等。根据(ju)应用(yong)(yong)在并网系统(tong)(tong)还是离网系统(tong)(tong)中又可(ke)(ke)以(yi)分为(wei)(wei)(wei)并网逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)和离网逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)。为(wei)(wei)(wei)了便(bian)于光电(dian)用(yong)(yong)户选用(yong)(yong)逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)，这(zhei)里(li)仅以(yi)逆(ni)(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)适用(yong)(yong)场合的(de)(de)不同(tong)进行分类(lei)。

1、集中型逆变器

集(ji)中(zhong)(zhong)逆(ni)变(bian)技(ji)术(shu)是(shi)若干个并行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)伏组串被连到同一(yi)台(tai)集(ji)中(zhong)(zhong)逆(ni)变(bian)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直流(liu)输入端，一(yi)般(ban)功(gong)率(lv)(lv)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)三相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)IGB T功(gong)率(lv)(lv)模块，功(gong)率(lv)(lv)较小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)场(chang)效(xiao)(xiao)应晶体(ti)管，同时使(shi)(shi)用(yong)(yong)DSP转换控(kong)制器(qi)来改善所产出(chu)电能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)质量(liang)，使(shi)(shi)它非常接近(jin)于 正弦(xian)波电流(liu)，一(yi)般(ban)用(yong)(yong)于大(da)型(xing)光(guang)伏发电站(>10kW)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)系(xi)统(tong)中(zhong)(zhong)。最大(da)特点是(shi)系(xi)统(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)高，成本低，但由于不同光(guang)伏组 串的(de)(de)(de)(de)(de)(de)输出(chu)电压、电流(liu)往(wang)往(wang)不完全匹配(特别是(shi)光(guang)伏组串因多云、树荫、污(wu)渍等原因被部(bu)分遮(zhe)挡时)，采用(yong)(yong)集(ji)中(zhong)(zhong)逆(ni)变(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) 方式会导致逆(ni)变(bian)过程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)降(jiang)低和电户能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)下降(jiang)。同时整个光(guang)伏系(xi)统(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)发电可(ke)靠性受某一(yi)光(guang)伏单元组工作状态不 良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)响。最新(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究方向是(shi)运用(yong)(yong)空间矢量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)调制控(kong)制以及开发新(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)逆(ni)变(bian)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拓(tuo)扑连接，以获得(de)部(bu)分负载情况(kuang)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)。

2、组串型逆变器

组串逆变器(qi)是(shi)基于模块化概念(nian)基础上(shang)的，每个光伏组串(1-5kw)通过一个逆变器(qi)，在直流(liu)端(duan)具有最(zui)大功率峰值跟踪，在交流(liu)端(duan)并联并网，已成为现(xian)在国(guo)际市场上(shang)最(zui)流(liu)行的逆变器(qi)。

许多大型光(guang)(guang)伏电(dian)厂使用(yong)组(zu)串(chuan)(chuan)逆变器。优点(dian)是不受组(zu)串(chuan)(chuan)间模块差(cha)异和遮影的(de)(de)(de)影响(xiang)，同(tong)(tong)时减少(shao)了(le)光(guang)(guang)伏组(zu)件最佳(jia)工(gong)作点(dian)与逆变器不匹配(pei)的(de)(de)(de)情况(kuang)，从而增加了(le)发(fa)电(dian)量。技术上的(de)(de)(de)这些优势不仅降低了(le)系(xi)统(tong)成本，也增加了(le)系(xi)统(tong)的(de)(de)(de)可靠性。同(tong)(tong)时，在(zai)组(zu)串(chuan)(chuan)间引(yin)人"主(zhu)-从"的(de)(de)(de)概(gai)念(nian)，使得系(xi)统(tong)在(zai)单(dan)串(chuan)(chuan)电(dian)能不能使单(dan)个逆变器工(gong)作的(de)(de)(de)情况(kuang)下，将几组(zu)光(guang)(guang)伏组(zu)串(chuan)(chuan)联系(xi)在(zai)一(yi)起，让其中一(yi)个或(huo)几个工(gong)作，从而产出更(geng)多的(de)(de)(de)电(dian)能。

最(zui)新(xin)的(de)概念为几个逆变器(qi)相互组成一(yi)个"团队(dui)"来代替"主-从(cong)"的(de)概念，使得系统的(de)可靠(kao)性又进(jin)了一(yi)步。目前，无变压器(qi)式组串(chuan)逆变器(qi)已占(zhan)了主导地位。

3、微型逆变器

在(zai)(zai)传统(tong)的(de)PV系统(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)，每一路(lu)组(zu)串(chuan)型(xing)逆变(bian)器(qi)的(de)直(zhi)流(liu)输入(ru)(ru)(ru)端，会(hui)(hui)由10块(kuai)左右光伏电(dian)池板(ban)串(chuan)联(lian)接入(ru)(ru)(ru)。当10块(kuai)串(chuan)联(lian)的(de) 电(dian)池板(ban)中(zhong)(zhong)(zhong)，若有(you)一块(kuai)不能良好(hao)工作，则(ze)这(zhei)一串(chuan)都(dou)会(hui)(hui)受到(dao)影响。若逆变(bian)器(qi)多(duo)路(lu)输入(ru)(ru)(ru)使用(yong)(yong)同一个MPPT，那么各路(lu)输入(ru)(ru)(ru) 也(ye)都(dou)会(hui)(hui)受到(dao)影响，大幅降低发电(dian)效(xiao)率。在(zai)(zai)实际应用(yong)(yong)中(zhong)(zhong)(zhong)，云彩，树木(mu)，烟囱，动物(wu)，灰尘，冰雪等各种遮(zhe)挡因(yin)素(su)都(dou) 会(hui)(hui)引起上述因(yin)素(su)，情况非常普遍。而在(zai)(zai)微型(xing)逆变(bian)器(qi)的(de)PV系统(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)，每一块(kuai)电(dian)池板(ban)分别接入(ru)(ru)(ru)一台微型(xing)逆变(bian)器(qi)，当电(dian)池 板(ban)中(zhong)(zhong)(zhong)有(you)一块(kuai)不能良好(hao)工作，则(ze)只有(you)这(zhei)一块(kuai)都(dou)会(hui)(hui)受到(dao)影响。其他(ta)光伏板(ban)都(dou)将在(zai)(zai)最佳(jia)工作状态运行，使得系统(tong)总体(ti)效(xiao) 率更(geng)高(gao)，发电(dian)量更(geng)大。在(zai)(zai)实际应用(yong)(yong)中(zhong)(zhong)(zhong)，若组(zu)串(chuan)型(xing)逆变(bian)器(qi)出现故障，则(ze)会(hui)(hui)引起几千瓦(wa)的(de)电(dian)池板(ban)不能发挥作用(yong)(yong)，而微 型(xing)逆变(bian)器(qi)故障造成(cheng)的(de)影响相当之小。

4、功率优化器

太(tai)阳能(neng)(neng)发电(dian)系(xi)统加(jia)装(zhuang)(zhuang)功率(lv)(lv)优(you)化(hua)器(qi)(Optimizer)可(ke)大幅(fu)提升转换效(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)将逆(ni)变(bian)器(qi)(Inverter)功能(neng)(neng)化(hua)繁为简降低 成本。为实(shi)(shi)现(xian)智慧型太(tai)阳能(neng)(neng)发电(dian)系(xi)统，装(zhuang)(zhuang)置功率(lv)(lv)优(you)化(hua)器(qi)可(ke)确实(shi)(shi)让每一(yi)个太(tai)阳能(neng)(neng)电(dian)池(chi)发挥最(zui)佳效(xiao)能(neng)(neng)，并(bing)随(sui)时监控电(dian) 池(chi)耗损状态。功率(lv)(lv)优(you)化(hua)器(qi)是介于发电(dian)系(xi)统与逆(ni)变(bian)器(qi)之间的装(zhuang)(zhuang)置，主要(yao)任(ren)务是替代逆(ni)变(bian)器(qi)原本的最(zui)佳功率(lv)(lv)点(dian)追(zhui)踪功 能(neng)(neng)。功率(lv)(lv)优(you)化(hua)器(qi)藉(jie)由(you)将线路简化(hua)以及单一(yi)太(tai)阳能(neng)(neng)电(dian)池(chi)即对应一(yi)个功率(lv)(lv)优(you)化(hua)器(qi)等(deng)方式，以类比式进行极为快速的最(zui) 佳功率(lv)(lv)点(dian)追(zhui)踪扫(sao)描，进而让每一(yi)个太(tai)阳能(neng)(neng)电(dian)池(chi)皆可(ke)确实(shi)(shi)达到最(zui)佳功率(lv)(lv)点(dian)追(zhui)踪，除此之外(wai)，还(hai)能(neng)(neng)藉(jie)置入(ru)通(tong)讯晶片随(sui) 时随(sui)地(di)监控电(dian)池(chi)状态，即时回报问题让相关人员尽(jin)速维(wei)修。

光伏逆变器的功能

逆变(bian)器不仅具(ju)有直(zhi)交(jiao)流(liu)变(bian)换功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)，还具(ju)有最(zui)大限(xian)度地发挥太(tai)阳电(dian)池性能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)和系(xi)统(tong)(tong)故障保护功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。归纳起来有自(zi)动运(yun)(yun)行(xing)和停机功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、最(zui)大功(gong)率跟踪控(kong)制(zhi)功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、防单独运(yun)(yun)行(xing)功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)（并(bing)(bing)网(wang)系(xi)统(tong)(tong)用）、自(zi)动电(dian)压(ya)调整功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)（并(bing)(bing)网(wang)系(xi)统(tong)(tong)用）、直(zhi)流(liu)检测功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)（并(bing)(bing)网(wang)系(xi)统(tong)(tong)用）、直(zhi)流(liu)接地检测功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)（并(bing)(bing)网(wang)系(xi)统(tong)(tong)用）。这里(li)简(jian)单介绍(shao)自(zi)动运(yun)(yun)行(xing)和停机功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)及(ji)最(zui)大功(gong)率跟踪控(kong)制(zhi)功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。

（1）自动运行和停机功能

早晨(chen)日出(chu)(chu)(chu)后(hou)，太(tai)阳(yang)(yang)辐(fu)射强度(du)逐渐增(zeng)强，太(tai)阳(yang)(yang)电池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)输(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)也随之(zhi)增(zeng)大(da)，当(dang)达到逆(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)工(gong)作(zuo)所需的(de)(de)(de)(de)输(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)功率后(hou)，逆(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)即自动开始运(yun)(yun)行。进入运(yun)(yun)行后(hou)，逆(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)便(bian)时时刻(ke)(ke)刻(ke)(ke)监视(shi)太(tai)阳(yang)(yang)电池(chi)(chi)组件的(de)(de)(de)(de)输(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)，只要太(tai)阳(yang)(yang)电池(chi)(chi)组件的(de)(de)(de)(de)输(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)功率大(da)于逆(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)工(gong)作(zuo)所需的(de)(de)(de)(de)输(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)功率，逆(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)就持续运(yun)(yun)行；直到日落停机，即使(shi)阴雨天逆(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)也能运(yun)(yun)行。当(dang)太(tai)阳(yang)(yang)电池(chi)(chi)组件输(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)变(bian)(bian)(bian)小，逆(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)输(shu)(shu)(shu)出(chu)(chu)(chu)接近0时，逆(ni)(ni)(ni)(ni)变(bian)(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)便(bian)形成待(dai)机状态。

（2）最大功率跟踪控制功能

太(tai)(tai)阳电(dian)池组(zu)(zu)件(jian)的(de)(de)输出是(shi)(shi)随太(tai)(tai)阳辐(fu)射(she)强度(du)(du)(du)和太(tai)(tai)阳电(dian)池组(zu)(zu)件(jian)自身温(wen)(wen)度(du)(du)(du)（芯(xin)片温(wen)(wen)度(du)(du)(du)）而变(bian)化的(de)(de)。另(ling)外由(you)于(yu)太(tai)(tai)阳电(dian)池组(zu)(zu)件(jian)具有电(dian)压(ya)随电(dian)流增(zeng)大而下降的(de)(de)特(te)性(xing)，因此存在(zai)能获(huo)(huo)取最(zui)大功(gong)(gong)率的(de)(de)最(zui)佳(jia)工(gong)作点(dian)。太(tai)(tai)阳辐(fu)射(she)强度(du)(du)(du)是(shi)(shi)变(bian)化着的(de)(de)，显然(ran)最(zui)佳(jia)工(gong)作点(dian)也是(shi)(shi)在(zai)变(bian)化的(de)(de)。相对于(yu)这(zhei)(zhei)些变(bian)化，始终让太(tai)(tai)阳电(dian)池组(zu)(zu)件(jian)的(de)(de)工(gong)作点(dian)处(chu)于(yu)最(zui)大功(gong)(gong)率点(dian)，系统(tong)始终从太(tai)(tai)阳电(dian)池组(zu)(zu)件(jian)获(huo)(huo)取最(zui)大功(gong)(gong)率输出，这(zhei)(zhei)种控(kong)制(zhi)就是(shi)(shi)最(zui)大功(gong)(gong)率跟(gen)踪控(kong)制(zhi)。太(tai)(tai)阳能发电(dian)系统(tong)用的(de)(de)逆(ni)变(bian)器的(de)(de)最(zui)大特(te)点(dian)就是(shi)(shi)包(bao)括(kuo)了(le)最(zui)大功(gong)(gong)率点(dian)跟(gen)踪（MPPT）这(zhei)(zhei)一功(gong)(gong)能。

光伏逆变器的主要技术指标

1．输出电压的稳定度

在(zai)光伏(fu)系统中，太阳电(dian)池(chi)发(fa)出(chu)(chu)的(de)电(dian)能先由蓄(xu)电(dian)池(chi)储存起(qi)来，然后经过(guo)逆变器(qi)逆变成220V或380V的(de)交流(liu)电(dian)。但是蓄(xu)电(dian)池(chi)受(shou)自身充放(fang)电(dian)的(de)影响(xiang)，其(qi)输出(chu)(chu)电(dian)压(ya)的(de)变化(hua)范围较大，如标(biao)称12V的(de)蓄(xu)电(dian)池(chi)，其(qi)电(dian)压(ya)值(zhi)(zhi)可在(zai)10．8～14．4V之(zhi)间变动(超(chao)(chao)出(chu)(chu)这个范围可能对蓄(xu)电(dian)池(chi)造成损(sun)坏)。对于一个合格的(de)逆变器(qi)，输入端电(dian)压(ya)在(zai)这个范围内(nei)变化(hua)时(shi)(shi)，其(qi)稳(wen)态(tai)输出(chu)(chu)电(dian)压(ya)的(de)变化(hua)量应不超(chao)(chao)过(guo)额定值(zhi)(zhi)的(de)±5％，同时(shi)(shi)当负载(zai)发(fa)生突变时(shi)(shi)，其(qi)输出(chu)(chu)电(dian)压(ya)偏差不应超(chao)(chao)过(guo)额定值(zhi)(zhi)的(de)±10％。

2．输出电压的波形失真度

对正(zheng)弦波逆(ni)变器，应(ying)(ying)规定允(yun)许的最大波形(xing)失(shi)真度(du)(或(huo)谐波含量)。通常以输(shu)出电(dian)压的总波形(xing)失(shi)真度(du)表示(shi)，其值(zhi)应(ying)(ying)不超过5％(单相输(shu)出允(yun)许l0％)。由于(yu)逆(ni)变器输(shu)出的高次谐波电(dian)流会在感性负载(zai)上产(chan)生涡流等附加损(sun)耗，如果逆(ni)变器波形(xing)失(shi)真度(du)过大，会导(dao)致负载(zai)部件严(yan)重发热，不利于(yu)电(dian)气设备的安全，并且严(yan)重影响系统的运(yun)行(xing)效率。

3．额定输出频率

对于包含电(dian)机(ji)之类的负(fu)载，如洗衣(yi)机(ji)、电(dian)冰箱等，由于其(qi)电(dian)机(ji)最佳频(pin)率(lv)工作点为50Hz，频(pin)率(lv)过(guo)(guo)高或者过(guo)(guo)低(di)都(dou)会造成设备(bei)发热，降(jiang)低(di)系(xi)统运(yun)行效率(lv)和使(shi)用寿命(ming)，所(suo)以逆变器的输出频(pin)率(lv)应是(shi)一个相对稳定的值(zhi)，通常为工频(pin)50Hz，正常工作条件(jian)下其(qi)偏差应在±l％以内。

4．负载功率因数

表征逆变(bian)器带感性负(fu)载或容性负(fu)载的(de)(de)(de)能力。正弦(xian)波逆变(bian)器的(de)(de)(de)负(fu)载功(gong)率(lv)因(yin)数为(wei)0．7～0．9，额定值为(wei)0．9。在(zai)负(fu)载功(gong)率(lv)一定的(de)(de)(de)情况(kuang)下，如(ru)果逆变(bian)器的(de)(de)(de)功(gong)率(lv)因(yin)数较低，则所需逆变(bian)器的(de)(de)(de)容量(liang)就要增大，一方面造成成本增加，同时光(guang)伏系统交(jiao)流(liu)回(hui)路的(de)(de)(de)视在(zai)功(gong)率(lv)增大，回(hui)路电流(liu)增大，损耗必(bi)然增加，系统效(xiao)率(lv)也(ye)会降低。

5．逆变器效率

逆(ni)变(bian)(bian)器(qi)的效率(lv)(lv)(lv)是指在(zai)规定的工(gong)作条件下(xia)，其输出功(gong)率(lv)(lv)(lv)与输入功(gong)率(lv)(lv)(lv)之(zhi)比，以(yi)百(bai)分数表示，一般情况下(xia)，光(guang)伏逆(ni)变(bian)(bian)器(qi)的标称(cheng)效率(lv)(lv)(lv)是指纯阻负载(zai)，80％负载(zai)情况下(xia)的效率(lv)(lv)(lv)。由于光(guang)伏系(xi)统(tong)总体(ti)成(cheng)本较高(gao)， 因(yin)此应(ying)该最(zui)大限度地提高(gao)光(guang)伏逆(ni)变(bian)(bian)器(qi)的效率(lv)(lv)(lv)，降低系(xi)统(tong)成(cheng)本，提高(gao)光(guang)伏系(xi)统(tong)的性(xing)价比。目前(qian)主流逆(ni)变(bian)(bian)器(qi)标称(cheng)效率(lv)(lv)(lv)在(zai)80％～95％之(zhi)间，对小功(gong)率(lv)(lv)(lv)逆(ni)变(bian)(bian)器(qi)要(yao)求(qiu)其效率(lv)(lv)(lv)不低于85％。在(zai)光(guang)伏系(xi)统(tong)实际设计过程中，不但(dan)要(yao)选择高(gao)效率(lv)(lv)(lv)的逆(ni)变(bian)(bian)器(qi)，同(tong)时还应(ying)通过系(xi)统(tong)合理配置，尽量使光(guang)伏系(xi)统(tong)负载(zai)工(gong)作在(zai)最(zui)佳(jia)效率(lv)(lv)(lv)点附近。

6、额定输出电流（或额定输出容量）

表示在(zai)规(gui)定(ding)的(de)负载功率因(yin)数(shu)(shu)范(fan)围(wei)内逆变(bian)器(qi)的(de)额(e)定(ding)输(shu)出(chu)电流(liu)。有(you)些逆变(bian)器(qi)产品(pin)给出(chu)的(de)是(shi)额(e)定(ding)输(shu)出(chu)容量(liang)，其单位(wei)以(yi)ＶＡ或ｋＶＡ表示。逆变(bian)器(qi)的(de)额(e)定(ding)容量(liang)是(shi)当输(shu)出(chu)功率因(yin)数(shu)(shu)为１（即纯阻(zu)性负载）时，额(e)定(ding)输(shu)出(chu)电压为额(e)定(ding)输(shu)出(chu)电流(liu)的(de)乘积。

7、保护措施

一款性能优良的(de)逆变器，还应具备(bei)完备(bei)的(de)保护功能或措(cuo)施，以应对在实际(ji)使用过程中出现的(de)各种异常情况，使逆变器本身及系统其他部件免(mian)受损伤。

(1)输入欠压保护：

当输入端电(dian)压(ya)低于(yu)额定电(dian)压(ya)的85％时，逆变器应(ying)有(you)保护和(he)显示。

(2)输入过压保护：

当输入端电压高于额(e)定(ding)电压的(de)130％时(shi)，逆(ni)变器应有保护(hu)和显示。

(3)过电流保护：

逆变器(qi)的过(guo)电(dian)流保(bao)护，应能(neng)(neng)保(bao)证在负载发生(sheng)短路或电(dian)流超过(guo)允许(xu)值(zhi)时及时动作，使其免(mian)受浪涌电(dian)流的损伤。当工作电(dian)流超过(guo)额(e)定的150％时，逆变器(qi)应能(neng)(neng)自动保(bao)护。

(4)输出短路保护:

逆变器短路保护动作(zuo)时间应(ying)不超过0．5s。

(5)输入反接保护：

当输入端正、负(fu)极接反时(shi)，逆变(bian)器应有防护功能(neng)和显示。

(6)防雷保护：

逆变器应有防雷保护。

(7)过温保护等

另外，对无电压(ya)稳定措施的逆变(bian)器，逆变(bian)器还应有输出过(guo)电压(ya)防护措施，以使负载免受过(guo)电压(ya)的损害。

8．起动特性

表(biao)征逆变器带(dai)负(fu)载(zai)起动的能(neng)力和动态工作(zuo)时的性(xing)能(neng)。逆变器应(ying)保(bao)证在额定负(fu)载(zai)下可靠起动。

9.噪声

电力电子设(she)备中的(de)变压器(qi)、滤波电感、电磁开关(guan)及风扇等(deng)部件均会产生噪声。逆变器(qi)正常(chang)运行时，其噪声应(ying)(ying)不(bu)超过(guo)80dB，小型逆变器(qi)的(de)噪声应(ying)(ying)不(bu)超过(guo)65dB。

对于大功率光伏发电系统和联网型光伏发电系统逆变器的波形失真度和噪声水平等技术性能也十分重要，在选用离网型光伏发电系统用的逆变器时还应注意以下几点：

(1)应具有足够的额定输出容量和负载能力

逆(ni)变器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)选用，首先要考(kao)虑(lv)具有(you)足够的(de)(de)额(e)定容(rong)(rong)量，以(yi)满(man)足最大负荷下(xia)设备对(dui)电(dian)(dian)功率的(de)(de)要求。对(dui)于(yu)以(yi)单一(yi)设备为(wei)负载(zai)的(de)(de)逆(ni)变器(qi)(qi)(qi)，其额(e)定容(rong)(rong)量的(de)(de)选取(qu)较为(wei)简(jian)单，当用电(dian)(dian)设备为(wei)纯阻(zu)性(xing)(xing)负载(zai)或功率因(yin)数(shu)大于(yu)0.9时(shi)，选取(qu)逆(ni)变器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)额(e)定容(rong)(rong)量为(wei)电(dian)(dian)设备容(rong)(rong)量的(de)(de)1.1～1.15倍即可(ke)。在逆(ni)变器(qi)(qi)(qi)以(yi)多个设备为(wei)负载(zai)时(shi)，逆(ni)变器(qi)(qi)(qi)容(rong)(rong)量的(de)(de)选取(qu)要考(kao)虑(lv)几个用电(dian)(dian)设备同(tong)时(shi)工作(zuo)的(de)(de)可(ke)能性(xing)(xing)，即“负载(zai)同(tong)时(shi)系数(shu)”。

(2)应具有较高的电压稳定性能

在(zai)离网型光(guang)(guang)伏发(fa)电(dian)(dian)(dian)(dian)系统(tong)(tong)中均以蓄电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)为(wei)储能设备。当标称电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)为(wei)12V的(de)蓄电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)处于(yu)浮(fu)充(chong)电(dian)(dian)(dian)(dian)状(zhuang)态时(shi)，端(duan)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)可(ke)达(da)13.5V，短时(shi)间过充(chong)电(dian)(dian)(dian)(dian)状(zhuang)态可(ke)达(da)15V。蓄电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)带(dai)负(fu)荷放电(dian)(dian)(dian)(dian)终了时(shi)端(duan)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)可(ke)降至10.5V或更(geng)低。蓄电(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)端(duan)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)的(de)起伏可(ke)达(da)标称电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)的(de)30%左右。这就要求逆变器具有较好的(de)调压(ya)性能，才能保证光(guang)(guang)伏发(fa)电(dian)(dian)(dian)(dian)系统(tong)(tong)以稳定的(de)交流电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)供(gong)电(dian)(dian)(dian)(dian)。

(3)在各种负载下具有高效率或较高效率

整机效率高是光(guang)(guang)(guang)伏发电(dian)(dian)用逆(ni)(ni)变(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)区(qu)别于通(tong)用型(xing)逆(ni)(ni)变(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)的(de)一(yi)个显著特点，10kW级(ji)(ji)的(de)通(tong)用型(xing)逆(ni)(ni)变(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)实际效率只有70%～80%将(jiang)其用于光(guang)(guang)(guang)伏发电(dian)(dian)系(xi)(xi)统(tong)(tong)时将(jiang)带来总(zong)发电(dian)(dian)量20%～30%的(de)电(dian)(dian)能损耗(hao)。因此(ci)光(guang)(guang)(guang)伏发电(dian)(dian)系(xi)(xi)统(tong)(tong)专(zhuan)用逆(ni)(ni)变(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)在设(she)计中应特别注(zhu)意(yi)减少自身功率损耗(hao)，提(ti)高整机效率，这是提(ti)高光(guang)(guang)(guang)伏发电(dian)(dian)系(xi)(xi)统(tong)(tong)技术经(jing)济指标(biao)的(de)一(yi)项(xiang)重(zhong)要(yao)措施。在整机效率方面对光(guang)(guang)(guang)伏发电(dian)(dian)专(zhuan)用逆(ni)(ni)变(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)的(de)要(yao)求是：kW级(ji)(ji)以(yi)下逆(ni)(ni)变(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)额定负(fu)荷(he)效率≥80%～85%，低负(fu)荷(he)效率≥65%～75%;10kW级(ji)(ji)逆(ni)(ni)变(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)额定负(fu)荷(he)效率≥85%～90%，低负(fu)荷(he)效率≥70%～80%。

(4)应具有良好的过电流保护与短路保护功能

光伏发电(dian)(dian)系(xi)(xi)统正常运行过(guo)(guo)程中(zhong)，因(yin)负载故障、人员误操作及外界(jie)干(gan)扰等原因(yin)而引起(qi)的(de)供(gong)电(dian)(dian)系(xi)(xi)统过(guo)(guo)电(dian)(dian)流或短(duan)路(lu)(lu)(lu)，是(shi)完全可(ke)能的(de)。逆变器对(dui)外电(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)的(de)过(guo)(guo)电(dian)(dian)电(dian)(dian)流及短(duan)路(lu)(lu)(lu)现象最为敏感，是(shi)光伏发电(dian)(dian)系(xi)(xi)统中(zhong)的(de)薄弱(ruo)环节(jie)。因(yin)此，在选用逆变器时，必(bi)须要求具备有良好的(de)对(dui)过(guo)(guo)电(dian)(dian)流及短(duan)路(lu)(lu)(lu)的(de)自(zi)我(wo)保(bao)护功能。

(5)维护方便

高质量的逆变(bian)器(qi)在运行(xing)若干年后(hou)，因元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)件(jian)失效而出(chu)现(xian)故障(zhang)，应属于正常现(xian)象。除生产厂(chang)家需有(you)良好(hao)的售(shou)后(hou)服务系统外，还要求生产厂(chang)家在逆变(bian)器(qi)生产工艺(yi)、结(jie)构(gou)及(ji)元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)件(jian)选型方面具有(you)良好(hao)的可维护性。例(li)如，损坏元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)件(jian)有(you)充(chong)足的备件(jian)或容(rong)易(yi)买到，元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)件(jian)的互换(huan)性好(hao);在工艺(yi)结(jie)构(gou)上(shang)，元(yuan)(yuan)(yuan)器(qi)件(jian)容(rong)易(yi)拆装(zhuang)，更换(huan)方便。这样，即使逆变(bian)器(qi)出(chu)现(xian)故障(zhang)，也(ye)可迅(xun)速恢复正常。

安装注意事项及维护

1、在(zai)安装前首先应(ying)该检查逆变器(qi)是否在(zai)运输过程中有无损坏。

2、在选择安装场地(di)时(shi)，应该保证周围(wei)内没有任何(he)其他电(dian)力电(dian)子(zi)设备(bei)的干扰(rao)。

3、在(zai)进行电(dian)气连接之(zhi)前，务必采用(yong)不透(tou)光(guang)材料将光(guang)伏电(dian)池板覆盖或断开直流侧断路器。暴(bao)露(lu)于阳光(guang)，光(guang)伏阵列将会产生危险电(dian)压。

4、所有(you)安装(zhuang)操(cao)作必(bi)须且仅由专(zhuan)业技术人员完(wan)成(cheng)。

5、光伏(fu)系统发电系统中所使用(yong)线缆必须连接牢固，良好绝缘以(yi)及规格合(he)适。

逆变器的使用与维护检修

使用

1.严格按照逆变(bian)器使用维护说明书的(de)要(yao)求进行设备的(de)连接和安(an)装。在安(an)装时，应(ying)认真(zhen)检查线径是否(fou)符(fu)合(he)要(yao)求，各部件及(ji)端子在运输中有(you)否(fou)松动(dong)，应(ying)绝缘处是否(fou)绝缘良好，系统的(de)接地是否(fou)符(fu)合(he)规(gui)定。

2.应严格按(an)照逆变器使用(yong)维护说明书的(de)规定操(cao)作使用(yong)。尤其是(shi)(shi)在开机(ji)前要注意输入电压(ya)是(shi)(shi)否(fou)正(zheng)(zheng)常，在操(cao)作时要注意开关机(ji)的(de)顺序是(shi)(shi)否(fou)正(zheng)(zheng)确，各表(biao)头和指示灯的(de)指示是(shi)(shi)否(fou)正(zheng)(zheng)常。

3.逆变(bian)器一般均有断(duan)路、过电流、过电压、过热等(deng)项目的(de)自动保护(hu)，因此在(zai)发生这些(xie)现象(xiang)时(shi)，无(wu)需人工停机;自动保护(hu)的(de)保护(hu)点，一般在(zai)出(chu)厂时(shi)已设定好，无(wu)需再(zai)行调整。

4.逆变器机柜(ju)(ju)内有高压，操作(zuo)人(ren)员一般不得打开柜(ju)(ju)门(men)，柜(ju)(ju)门(men)平(ping)时应锁死。

5.在室温(wen)超过(guo)30℃时(shi)，应采取散热降(jiang)温(wen)措施，以防止设备发生故障，延长(zhang)设备使用寿(shou)命。

维护检修

1.应定(ding)期检(jian)查(cha)(cha)逆变(bian)器各(ge)部分的接线是否牢(lao)固，有(you)无松动现象，尤其应认真检(jian)查(cha)(cha)风扇、功率模块、输入(ru)端子(zi)、输出端子(zi)以及接地等(deng)。

2.一旦报警停机，不准马上开机，应(ying)查(cha)(cha)明原因并修复后再行开机，检查(cha)(cha)应(ying)严格(ge)按逆变器维护手册的规定步(bu)骤进行。

3.操作人员(yuan)必须经过专门培训(xun)，能(neng)够判断一般(ban)故障(zhang)的产生原因，并能(neng)进行排除，例如(ru)能(neng)熟练地更换保险(xian)丝、组件(jian)以及损坏的电(dian)路(lu)板等。未经培训(xun)的人员(yuan)，不得上岗操作<使(shi)用(yong)设备。

4.如发生不(bu)易(yi)排除的事故或事故的原因不(bu)清，应做好事故详细记录(lu)，并及时通知逆变器生产厂家给(ji)予解(jie)决(jue)。

发展趋势

对于太阳能逆变(bian)器来讲，提高(gao)电源的(de)(de)转换效率(lv)是(shi)一(yi)个永恒(heng)的(de)(de)课(ke)题(ti)，但(dan)是(shi)当系统(tong)的(de)(de)效率(lv)越来越高(gao)，几乎(hu)接近100%时，进一(yi)步的(de)(de)效率(lv)改善会(hui)伴随(sui)着性价(jia)比的(de)(de)低下(xia)，因此(ci)，如何保持一(yi)个很高(gao)的(de)(de)效率(lv)，又能维持很好(hao)的(de)(de)价(jia)格竞(jing)争力(li)将(jiang)是(shi)当前(qian)的(de)(de)重要课(ke)题(ti)。

与逆(ni)变器(qi)效率的(de)(de)(de)(de)改善(shan)努力(li)相比，如何提高整个(ge)(ge)逆(ni)变系(xi)统(tong)的(de)(de)(de)(de)效率，正逐(zhu)渐(jian)成为太(tai)(tai)(tai)阳能系(xi)统(tong)的(de)(de)(de)(de)另一个(ge)(ge)重要课题。在一个(ge)(ge)太(tai)(tai)(tai)阳能阵列(lie)中，当局部的(de)(de)(de)(de)2~3%面积的(de)(de)(de)(de)阴(yin)影出现时(shi)，对(dui)采用一个(ge)(ge)MPPT功能的(de)(de)(de)(de)逆(ni)变器(qi)来讲，此时(shi)的(de)(de)(de)(de)系(xi)统(tong)输出电力(li)恶(e)劣(lie)时(shi)甚至会出现20%左右的(de)(de)(de)(de)功率下降！为了更好地适应类似这样的(de)(de)(de)(de)状况针对(dui)单一或部分太(tai)(tai)(tai)阳能组件，采用一对(dui)一的(de)(de)(de)(de)MPPT或多个(ge)(ge)MPPT控制功能是十分有效的(de)(de)(de)(de)方法。

由(you)于逆(ni)变系统处于并网(wang)运行的(de)(de)状(zhuang)况(kuang)，系统对地的(de)(de)漏电(dian)会造成严重(zhong)的(de)(de)安(an)全问(wen)题；此外，为(wei)了提(ti)高系统的(de)(de)效率(lv)，太阳能(neng)阵列大(da)多(duo)会被(bei)串(chuan)联成很高的(de)(de)直流(liu)输出(chu)电(dian)压(ya)使用(yong)；为(wei)此，在电(dian)极(ji)间(jian)因(yin)异(yi)常状(zhuang)况(kuang)的(de)(de)发生(sheng)，很容(rong)易(yi)产(chan)生(sheng)出(chu)直流(liu)电(dian)弧，由(you)于直流(liu)电(dian)压(ya)高，非常不容(rong)易(yi)灭弧，极(ji)容(rong)易(yi)导(dao)致火灾。随着太阳能(neng)逆(ni)变系统的(de)(de)广(guang)泛采用(yong)，系统安(an)全性的(de)(de)问(wen)题也将是逆(ni)变技(ji)术的(de)(de)重(zhong)要部分。

此外，电力(li)系统正在迎(ying)来智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)电网技术(shu)的(de)快速发(fa)展(zhan)和普及。大(da)量的(de)太阳(yang)能(neng)等新能(neng)源电力(li)的(de)系统并网，给(ji)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)电网系统的(de)稳定性提出了新的(de)技术(shu)挑(tiao)战。设计出能(neng)够更加(jia)快速、准确、智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)化地兼(jian)容(rong)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)电网的(de)逆变(bian)系统，将成为今后(hou)太阳(yang)能(neng)逆变(bian)系统的(de)必要条件。

总的(de)来说，逆(ni)变技(ji)术(shu)的(de)发展(zhan)是随(sui)着电(dian)力电(dian)子技(ji)术(shu)、微电(dian)子技(ji)术(shu)和现(xian)代控制(zhi)理(li)论的(de)发展(zhan)而(er)发展(zhan)。随(sui)着时间(jian)的(de)推移，逆(ni)变技(ji)术(shu)正(zheng)向着频率更高、功率更大、效率更高、体积更小的(de)方向发展(zhan)。

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