第3章太陽能光伏控制器和逆變器2

1、3.2太陽能光伏逆變器太陽能光伏逆變器 將直流電能變換成為交流電能的過程稱為將直流電能變換成為交流電能的過程稱為逆變逆變，完成逆，完成逆 變功能的電路稱為變功能的電路稱為逆變電路逆變電路，而實現(xiàn)逆變過程的裝置稱為，而實現(xiàn)逆變過程的裝置稱為 逆變器或逆變設(shè)備逆變器或逆變設(shè)備。 太陽能光伏系統(tǒng)中使用的逆變器是一種將太陽能電池所太陽能光伏系統(tǒng)中使用的逆變器是一種將太陽能電池所 產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的轉(zhuǎn)換裝置。它使轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的轉(zhuǎn)換裝置。它使轉(zhuǎn)換后 的的交流電的電壓、頻率與電力系統(tǒng)交流電的電壓、頻率相交流電的電壓、頻率與電力系統(tǒng)交流電的電壓、頻率相 一致一致，以滿足為各種

2、交流用電裝置、設(shè)備供電及并網(wǎng)發(fā)電，以滿足為各種交流用電裝置、設(shè)備供電及并網(wǎng)發(fā)電 的需要。的需要。 光伏發(fā)電系統(tǒng)對逆變器的要求光伏發(fā)電系統(tǒng)對逆變器的要求 合理的電路結(jié)構(gòu)，嚴格的元器件篩選，具合理的電路結(jié)構(gòu)，嚴格的元器件篩選，具 備各種保護功能備各種保護功能 較寬的直流電壓輸入適應(yīng)范圍較寬的直流電壓輸入適應(yīng)范圍 較少的電能轉(zhuǎn)換中間環(huán)節(jié)，以節(jié)約成本、較少的電能轉(zhuǎn)換中間環(huán)節(jié)，以節(jié)約成本、 提高效率提高效率 高的轉(zhuǎn)換效率高的轉(zhuǎn)換效率 高可靠性，無人值守和維護高可靠性，無人值守和維護 輸出電壓、電流滿足電能質(zhì)量要求，諧波輸出電壓、電流滿足電能質(zhì)量要求，諧波 含量小，功率因數(shù)高。含量小，功率因數(shù)高。 具有一

3、定的過載能力具有一定的過載能力 負序電壓不平衡三個火線與零線之間的電壓誤差負序電壓不平衡三個火線與零線之間的電壓誤差 短路時指的是其中一個火線短路，其它兩個火線與零線之間的電壓誤差短路時指的是其中一個火線短路，其它兩個火線與零線之間的電壓誤差 3.2.1 逆變器的分類逆變器的分類 逆變器的種類很多，可以按照不同方式進行分類。逆變器的種類很多，可以按照不同方式進行分類。 按照逆變器按照逆變器輸出交流電的相數(shù)輸出交流電的相數(shù)，可分為單相逆變器、，可分為單相逆變器、 三相逆變器和多相逆變器；三相逆變器和多相逆變器； 按照逆變器按照逆變器輸出交流電的頻率輸出交流電的頻率，可分為工頻逆變器、，可分為工頻

4、逆變器、 中頻逆變器和高頻逆變器；中頻逆變器和高頻逆變器； 按照逆變器的按照逆變器的輸出電壓的波形輸出電壓的波形，可分為方波逆變器、，可分為方波逆變器、 階梯波逆變器和正弦波逆變器；階梯波逆變器和正弦波逆變器； 按照按照逆變器線路原理的不同逆變器線路原理的不同，可分為自激振蕩型逆，可分為自激振蕩型逆 變器、階梯波疊加型逆變器、脈寬調(diào)制型逆變器和變器、階梯波疊加型逆變器、脈寬調(diào)制型逆變器和 諧振型逆變器等；諧振型逆變器等； 按照逆變器主電路結(jié)構(gòu)不同，可分為單端式逆變器、按照逆變器主電路結(jié)構(gòu)不同，可分為單端式逆變器、 半橋式逆變器、全橋式逆變器和推挽式逆變器；半橋式逆變器、全橋式逆變器和推挽式逆變

5、器； 電力系統(tǒng)中配電部分，輸電線（電力系統(tǒng)中配電部分，輸電線（10kv）由三根（我們）由三根（我們 常見的那種）進入變壓器后出來就是四根了，這其中常見的那種）進入變壓器后出來就是四根了，這其中 就有一根我們所謂的零線，這根線是從變壓器的中性就有一根我們所謂的零線，這根線是從變壓器的中性 點引出的，這根線和另外任何三根（火線）中的一根點引出的，這根線和另外任何三根（火線）中的一根 可以構(gòu)成回路，也就是我們常說的單相可以構(gòu)成回路，也就是我們常說的單相220v，而三根，而三根 （火線）中任何兩根也可以構(gòu)成回路，但他們的電壓（火線）中任何兩根也可以構(gòu)成回路，但他們的電壓 可是可是380v。 變壓器的中

6、性點就是三根火線的公共點變壓器的中性點就是三根火線的公共點 （星型接法），一般情況下，中性點的是沒有電位的。（星型接法），一般情況下，中性點的是沒有電位的。 電力系統(tǒng)高壓架空線路一般采用三相三線電力系統(tǒng)高壓架空線路一般采用三相三線 制，三條線路分別代表制，三條線路分別代表a，b，c三相，我三相，我 們在野外看到的輸電線路，三根線可能水們在野外看到的輸電線路，三根線可能水 平排列，也可能是三角形排列的平排列，也可能是三角形排列的 火線與零線之間稱為單相電，火線與火線火線與零線之間稱為單相電，火線與火線 之間稱為三相電。之間稱為三相電。 逆變器的分類逆變器的分類 按照逆變器按照逆變器輸出功率大小的

7、不同輸出功率大小的不同，可分為小功率，可分為小功率 逆變器逆變器(50kw)； 按照逆變器按照逆變器隔離（轉(zhuǎn)換）方式的不同隔離（轉(zhuǎn)換）方式的不同，可分為帶，可分為帶 工頻隔離變壓器方式、帶高頻隔離變壓器方式、工頻隔離變壓器方式、帶高頻隔離變壓器方式、 不帶隔離變壓器方式。不帶隔離變壓器方式。 按照逆變器按照逆變器輸出能量的去向不同輸出能量的去向不同，可分為有源逆，可分為有源逆 變器和無源逆變器。變器和無源逆變器。 對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，在對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，在并網(wǎng)并網(wǎng)型光伏型光伏 發(fā)電系統(tǒng)中需要發(fā)電系統(tǒng)中需要有源逆變器有源逆變器，而在，而在離網(wǎng)離網(wǎng)獨立型光獨立型光 伏發(fā)電系統(tǒng)中需要伏

8、發(fā)電系統(tǒng)中需要無源逆變器無源逆變器。（連接電網(wǎng)的是。（連接電網(wǎng)的是 有源逆變，連接負載的是無源逆變）有源逆變，連接負載的是無源逆變） 在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中還可將逆變器分為離網(wǎng)在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中還可將逆變器分為離網(wǎng) 型逆變器（應(yīng)用在獨立型光伏系統(tǒng)中的逆變器）型逆變器（應(yīng)用在獨立型光伏系統(tǒng)中的逆變器） 和并網(wǎng)型逆變器。和并網(wǎng)型逆變器。 3.2.2逆變器的電路結(jié)構(gòu)及主要元逆變器的電路結(jié)構(gòu)及主要元 器件器件 逆變器主要由逆變器主要由半導(dǎo)體功率器件半導(dǎo)體功率器件和和逆變器驅(qū)動、控逆變器驅(qū)動、控 制電路制電路兩大部分組成。兩大部分組成。 目前的逆變器多數(shù)采用功率場效應(yīng)晶體管、絕緣目前的逆變器多數(shù)采用

9、功率場效應(yīng)晶體管、絕緣 柵極晶體管、可關(guān)斷晶體管柵極晶體管、可關(guān)斷晶體管(gto)、mos控制晶控制晶 體管體管(mgt)、mos控制晶閘管控制晶閘管(mct)、靜電感應(yīng)、靜電感應(yīng) 晶體管晶體管(sit)、靜電感應(yīng)晶閘管、靜電感應(yīng)晶閘管(sith)以及智能型以及智能型 功率模塊功率模塊(ipm)等多種先進且等多種先進且易于控制的大功率易于控制的大功率 器件。器件。 控制逆變驅(qū)動電路也從模擬集成電路發(fā)展到控制逆變驅(qū)動電路也從模擬集成電路發(fā)展到單片單片 機控制，甚至采用數(shù)字信號處理器機控制，甚至采用數(shù)字信號處理器(dsp)控制控制， 使逆變器向著高頻化、節(jié)能化、全控化、集成化使逆變器向著高頻化、節(jié)

10、能化、全控化、集成化 和多功能化方向發(fā)展。和多功能化方向發(fā)展。 1逆變器的電路構(gòu)成逆變器的電路構(gòu)成 逆變器的基本電路構(gòu)成如圖所示。由輸逆變器的基本電路構(gòu)成如圖所示。由輸 入電路、輸出電路、主逆變開關(guān)電路（簡入電路、輸出電路、主逆變開關(guān)電路（簡 稱主逆變電路）、控制電路、輔助電路和稱主逆變電路）、控制電路、輔助電路和 保護電路等構(gòu)成。保護電路等構(gòu)成。 (1)輸入電路。輸入電路的主要作用就是為主逆變電輸入電路。輸入電路的主要作用就是為主逆變電 路提供可確保其正常工作的直流工作電壓。路提供可確保其正常工作的直流工作電壓。 (2)主逆變電路。主逆變電路是逆變電路的核心，它主逆變電路。主逆變電路是逆變電

11、路的核心，它 的主要作用是通過半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷的主要作用是通過半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷 完成逆變的功能。逆變電路分為隔離式和非隔離完成逆變的功能。逆變電路分為隔離式和非隔離 式兩大類。式兩大類。 (3)輸出電路。輸出電路主要是對主逆變電路輸出的輸出電路。輸出電路主要是對主逆變電路輸出的 交流電的波形、頻率、電壓、電流的幅值相位等交流電的波形、頻率、電壓、電流的幅值相位等 進行修正、補償、調(diào)理，使之能滿足使用需求。進行修正、補償、調(diào)理，使之能滿足使用需求。 (4)控制電路?？刂齐娐分饕菫橹髂娼浑娐诽峁┮豢刂齐娐??？刂齐娐分饕菫橹髂娼浑娐诽峁┮?系列的控制脈沖來控制逆變開關(guān)器件的導(dǎo)

12、通與關(guān)系列的控制脈沖來控制逆變開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān) 斷，配合主逆變電路完成逆變功能。斷，配合主逆變電路完成逆變功能。 (5)輔助電路。輔助電路主要是將輸入電壓變輔助電路。輔助電路主要是將輸入電壓變 換成適合控制電路工作的直流電壓。輔助換成適合控制電路工作的直流電壓。輔助 電路還包含了多種檢測電路。電路還包含了多種檢測電路。 (6)保護電路。保護電路主要包括輸入過壓、保護電路。保護電路主要包括輸入過壓、 欠壓保護，輸出過壓、欠壓保護，過載保欠壓保護，輸出過壓、欠壓保護，過載保 護，過流和短路保護，過熱保護等護，過流和短路保護，過熱保護等 2逆變器的主要元器件逆變器的主要元器件 (1)半導(dǎo)體功率開關(guān)

13、器件。半導(dǎo)體功率開關(guān)器件。 表表3-1是逆變器常用的半導(dǎo)體功率開關(guān)器是逆變器常用的半導(dǎo)體功率開關(guān)器 件，主要有可控硅（晶閘管）、大功率晶件，主要有可控硅（晶閘管）、大功率晶 體管、功率場效應(yīng)管及功率模塊等。體管、功率場效應(yīng)管及功率模塊等。 (2)逆變驅(qū)動和控制電路。 傳統(tǒng)的逆變器電路是用許多的分離元件和 模擬集成電路等構(gòu)成的，這種電路結(jié)構(gòu)元 件數(shù)量多、波形質(zhì)量差、控制電路繁瑣復(fù) 雜。 隨著逆變技術(shù)高效率、大容量的要求和逆 變技術(shù)復(fù)雜程度的提高，需要處理的信息 量越來越大，而微處理器和專用電路的發(fā) 展，滿足了逆變器技術(shù)發(fā)展的要求。 逆變驅(qū)動電路。光伏系統(tǒng)逆變器的逆變驅(qū)逆變驅(qū)動電路。光伏系統(tǒng)逆變器

14、的逆變驅(qū) 動電路主要是針對功率開關(guān)器件的驅(qū)動，動電路主要是針對功率開關(guān)器件的驅(qū)動， 要得到好的要得到好的pwm脈沖波形，驅(qū)動電路的設(shè)脈沖波形，驅(qū)動電路的設(shè) 計很重要。計很重要。 隨著微電子和集成電路技術(shù)的發(fā)展，許隨著微電子和集成電路技術(shù)的發(fā)展，許 多專用多功能集成電路的陸續(xù)推出，給應(yīng)多專用多功能集成電路的陸續(xù)推出，給應(yīng) 用電路的設(shè)計帶來了極大的方便，同時也用電路的設(shè)計帶來了極大的方便，同時也 使逆變器的性能得以極大的提高。如各種使逆變器的性能得以極大的提高。如各種 開關(guān)驅(qū)動電路開關(guān)驅(qū)動電路sg3524、sg3525、tl494、 ir2130、tlp250等，在逆變器電路中得等，在逆變器電路中

15、得 到廣泛應(yīng)用。到廣泛應(yīng)用。 逆變控制電路。逆變控制電路。 光伏逆變器中常用的控制電路主要是對驅(qū)動電路光伏逆變器中常用的控制電路主要是對驅(qū)動電路 提供符合要求的邏輯與波形，如提供符合要求的邏輯與波形，如pwm、spwm 控制信號等，從控制信號等，從8位的帶有位的帶有pwm口的微處理器到口的微處理器到 16位的單片機，直至位的單片機，直至32位的位的dsp器件等，使先進器件等，使先進 的控制技術(shù)如矢量控制技術(shù)、多電平變換技術(shù)、的控制技術(shù)如矢量控制技術(shù)、多電平變換技術(shù)、 重復(fù)控制技術(shù)、模糊邏輯控制技術(shù)等在逆變器中重復(fù)控制技術(shù)、模糊邏輯控制技術(shù)等在逆變器中 得到應(yīng)用。得到應(yīng)用。 在逆變器中常用的微處

16、理器電路有在逆變器中常用的微處理器電路有mp16、 8xc196mc、pic16c73、68hc16、mb90260、 pd78366、sh7034、m37704、m37705等；等； 常用的專用數(shù)字信號處理器常用的專用數(shù)字信號處理器(dsp)電路有電路有 tms320f206、tms320f240、m586xx、 dspic30.、adsp-219xx籌。籌。 3.2.3 離網(wǎng)獨立型逆變器的離網(wǎng)獨立型逆變器的 電路原理電路原理 1單相逆變器電路原理單相逆變器電路原理 逆變器的工作原理是通過功率半導(dǎo)體開關(guān)器件逆變器的工作原理是通過功率半導(dǎo)體開關(guān)器件 的開通和關(guān)斷作用，把直流電能變換成交流電能的

17、開通和關(guān)斷作用，把直流電能變換成交流電能 的。的。 單相逆變器的基本電路有推挽式、半橋式和全單相逆變器的基本電路有推挽式、半橋式和全 橋式三種，雖然電路結(jié)構(gòu)不同，但工作原理類似。橋式三種，雖然電路結(jié)構(gòu)不同，但工作原理類似。 電路中都使用具有開關(guān)特性的半導(dǎo)體功率器件，電路中都使用具有開關(guān)特性的半導(dǎo)體功率器件， 由控制電路周期性地對功率器件發(fā)出開關(guān)脈沖控由控制電路周期性地對功率器件發(fā)出開關(guān)脈沖控 制信號，控制各個功率器件輪流導(dǎo)通和關(guān)斷，再制信號，控制各個功率器件輪流導(dǎo)通和關(guān)斷，再 經(jīng)過變壓器藕合升壓或降壓后，整形濾波輸出符經(jīng)過變壓器藕合升壓或降壓后，整形濾波輸出符 合要求的交流電。合要求的交流電。

18、 (1)推挽式逆變電路推挽式逆變電路 該電路由兩只共負極連接的該電路由兩只共負極連接的功率開關(guān)管功率開關(guān)管和一個初和一個初 級帶有中心抽頭的級帶有中心抽頭的升壓變壓器升壓變壓器組成。組成。 升壓變壓器的中心抽頭接直流電源正極，兩只功升壓變壓器的中心抽頭接直流電源正極，兩只功 率開關(guān)管在控制電路的作用下交替工作，率開關(guān)管在控制電路的作用下交替工作，輸出方輸出方 波或三角波的交流電力波或三角波的交流電力。 由于功率開關(guān)管的共負極連接，使得該電 路的驅(qū)動和控制電路可以比較簡單，另外 由于變壓器具有一定的漏感，可限制短路 電流，因而提高了電路的可靠性。 該電路的缺點是變壓器效率低，帶感性負 載的能力較

19、差，不適合直流電壓過高的場 合。 (2)半橋式逆變電路。半橋式逆變電路。 該電路由兩只功率該電路由兩只功率 開關(guān)管、兩只儲能開關(guān)管、兩只儲能 電容器和藕合變壓電容器和藕合變壓 器等組成。器等組成。 該電路將兩只串聯(lián)該電路將兩只串聯(lián) 電容的中點作為參電容的中點作為參 考點，當(dāng)功率開關(guān)考點，當(dāng)功率開關(guān) 管管vt1在控制電路在控制電路 的作用下導(dǎo)通時，的作用下導(dǎo)通時， 電容電容cl上的能量通上的能量通 過變壓器初級釋放，過變壓器初級釋放， 當(dāng)功率開關(guān)管當(dāng)功率開關(guān)管vt2 導(dǎo)通時，電容導(dǎo)通時，電容c2上上 的能量通過變壓器的能量通過變壓器 初級釋放，初級釋放，vt1和和 vt2的輪流導(dǎo)通，的輪流導(dǎo)通，

20、 在變壓器次級獲得在變壓器次級獲得 了交流電能。了交流電能。 半橋式逆變電路結(jié)構(gòu)簡單，由于兩只串聯(lián) 電容的作用，不會產(chǎn)生磁偏或直流分量， 非常適合后級帶動變壓器負載。 當(dāng)該電路工作在工頻（50hz或者60hz）時， 需要較大的電容容量，使電路的成本上升， 因此該電路更適合用于高頻逆變器電路中。 (3)全橋式逆變電路。全橋式逆變電路。 該電路由四只功率開關(guān)管和變壓器等組成。該電 路克服了推挽式逆變電路的缺點，功率開關(guān)管 vt1、vt4和vt2、vt3反相，vt1、vt3和vt2、 vt4輪流導(dǎo)通，使負載兩端得到交流電能。 圖中圖中e為輸入的直流電壓，為輸入的直流電壓， r為逆變器的純電阻性負載。

21、為逆變器的純電阻性負載。 當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)s1、s3接通時，電接通時，電 流流過流流過s1、r、s3，負載，負載r 上的電壓極性是左正右負；上的電壓極性是左正右負； 當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)s1、s3斷開，斷開，s2、 s4接通時，電流流過接通時，電流流過s2、r 和和s4，負載上的電壓極性相，負載上的電壓極性相 反。若兩組開關(guān)反。若兩組開關(guān)s1、s3和和 s2、s4以某一頻率交替切以某一頻率交替切 換工作時，負載換工作時，負載r上便可得上便可得 到這一頻率的交變電壓。到這一頻率的交變電壓。 全橋式逆變器原理全橋式逆變器原理 逆變器由晶體管和逆變器由晶體管和 igbt等開關(guān)器件構(gòu)成，等開關(guān)器件構(gòu)成， 通過開關(guān)

22、器件的有規(guī)律通過開關(guān)器件的有規(guī)律 性的性的on-off動作，將動作，將 直流轉(zhuǎn)變成交流。直流轉(zhuǎn)變成交流。 這樣由單純這樣由單純on-off電電 路產(chǎn)生的逆變器的輸出路產(chǎn)生的逆變器的輸出 波形中含有很多諧波，波形中含有很多諧波， 它們沒有實用價值，為它們沒有實用價值，為 此，運用高頻此，運用高頻 pwm(pulsewidth modulation，脈寬調(diào)，脈寬調(diào) 制制)技術(shù)，將正弦波形技術(shù)，將正弦波形 兩邊附近的電壓脈沖變兩邊附近的電壓脈沖變 窄，中間的脈沖變寬，窄，中間的脈沖變寬， 半周期內(nèi)向同方向多次半周期內(nèi)向同方向多次 進行開關(guān)動作，形成圖進行開關(guān)動作，形成圖 3.4歷示的脈沖波序列歷示的

23、脈沖波序列 （修正正弦波）。脈沖（修正正弦波）。脈沖 波經(jīng)過簡單的濾波器后波經(jīng)過簡單的濾波器后 成為如虛線所示的正弦成為如虛線所示的正弦 波。波。 上述幾種電路都是逆變器的最基本電路，在實際上述幾種電路都是逆變器的最基本電路，在實際 應(yīng)用中，除了小功率光伏逆變器主電路采用這種應(yīng)用中，除了小功率光伏逆變器主電路采用這種 單級的單級的( dc-ac)轉(zhuǎn)換電路外，中、大功率逆變器轉(zhuǎn)換電路外，中、大功率逆變器 主電路都采用兩級主電路都采用兩級( dc-dc-ac)或三級或三級(dc-ac- dc-ac)的電路結(jié)構(gòu)形式。的電路結(jié)構(gòu)形式。 一般來說，一般來說，中、小功率中、小功率光伏系統(tǒng)的太陽能電池組光伏

24、系統(tǒng)的太陽能電池組 件或件或方陣輸出的直流電壓都不太高方陣輸出的直流電壓都不太高，而且，而且功率開功率開 關(guān)管的額定耐壓值也都比較低，關(guān)管的額定耐壓值也都比較低，因此因此逆變電壓也逆變電壓也 比較低比較低，要得到要得到220v或者或者380v的交流電的交流電，無論，無論 是推挽式還是全橋式的逆變電路，是推挽式還是全橋式的逆變電路，其輸出都必須其輸出都必須 加工頻升壓變壓器加工頻升壓變壓器，由于工頻變壓器體積大、效，由于工頻變壓器體積大、效 率低、分量重，因此只能在小功率場合應(yīng)用率低、分量重，因此只能在小功率場合應(yīng)用 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，新型光伏逆變器電路隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，新型光伏逆變

25、器電路 都采用高頻開關(guān)技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)實現(xiàn)高功率密都采用高頻開關(guān)技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)實現(xiàn)高功率密 度的多級逆變。度的多級逆變。 這種逆變電路的前級升壓電路采用推挽逆變電路這種逆變電路的前級升壓電路采用推挽逆變電路 結(jié)構(gòu)，但工作頻率都在結(jié)構(gòu)，但工作頻率都在20khz以上，升壓變壓器以上，升壓變壓器 采用高頻磁性材料做鐵芯，因而體積小、重量輕。采用高頻磁性材料做鐵芯，因而體積小、重量輕。 低電壓直流電低電壓直流電經(jīng)過高頻逆變后經(jīng)過高頻逆變后變成了高頻高壓交變成了高頻高壓交 流電流電，又經(jīng)過高頻整流濾波電路后得到，又經(jīng)過高頻整流濾波電路后得到高壓直流高壓直流 電電（一般均在（一般均在300v以上），再通

26、過工頻逆變電路以上），再通過工頻逆變電路 實現(xiàn)逆變得到實現(xiàn)逆變得到220v或者或者380v的交流電的交流電，整個系，整個系 統(tǒng)的逆變效率可達到統(tǒng)的逆變效率可達到90%以上，目前大多數(shù)正弦以上，目前大多數(shù)正弦 波光伏逆變器都是采用這種波光伏逆變器都是采用這種三級的電路結(jié)構(gòu)三級的電路結(jié)構(gòu)。 其具體工作過程是：其具體工作過程是：首先將太陽能電池方陣輸出首先將太陽能電池方陣輸出 的直流電（如的直流電（如24v、48v、110v和和220v等）通過等）通過 高頻逆變高頻逆變電路逆變?yōu)椴ㄐ螢榉讲ǖ慕涣麟婋娐纺孀優(yōu)椴ㄐ螢榉讲ǖ慕涣麟?，逆變，逆?頻率一般在幾千赫茲到幾十千赫茲，頻率一般在幾千赫茲到幾十千赫茲

27、，再通過高頻再通過高頻 升壓變壓器整流濾波后變?yōu)楦邏褐绷麟娚龎鹤儔浩髡鳛V波后變?yōu)楦邏褐绷麟?，然后?jīng)然后經(jīng) 過第三級過第三級dc-ac逆變?yōu)樗枰哪孀優(yōu)樗枰?20v或或380v工工 頻交流電。頻交流電。 圖3-20是逆變器將直流電轉(zhuǎn) 換成交流電的轉(zhuǎn)換過程示意 圖，以幫助大家加深對逆變 器工作原理的理解。半導(dǎo)體 功率開關(guān)器件在控制電路的 作用下以1/100s的速度開關(guān)， 將直流切斷，并將其中一半 的波形反向而得到矩形的交 流波形，然后通過電路使矩 形的交流波形平滑，得到正 弦交流波形。 (4)不同波形單相逆變器優(yōu)不同波形單相逆變器優(yōu) 缺點缺點 逆變器按照輸出電壓波形的不同，可分為方波逆變器

28、、階梯波逆變逆變器按照輸出電壓波形的不同，可分為方波逆變器、階梯波逆變 器和正弦波逆變器。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，方波和階梯波逆變器和正弦波逆變器。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，方波和階梯波逆變 器一般都用在小功率場合。器一般都用在小功率場合。 方波逆變器。方波逆變器輸出的波形是方波，也叫矩形波。盡管方方波逆變器。方波逆變器輸出的波形是方波，也叫矩形波。盡管方 波逆變器所使用的電路不盡相同，但共同的優(yōu)點是線路簡單（使用波逆變器所使用的電路不盡相同，但共同的優(yōu)點是線路簡單（使用 的功率開關(guān)管數(shù)量最少）、價格便宜、維修方便，其設(shè)計功率一般的功率開關(guān)管數(shù)量最少）、價格便宜、維修方便，其設(shè)計功率一般 在數(shù)百

29、瓦到幾千瓦之間。在數(shù)百瓦到幾千瓦之間。 缺點是調(diào)壓范圍窄、噪聲較大，方波電壓中含有大量高次諧波，帶缺點是調(diào)壓范圍窄、噪聲較大，方波電壓中含有大量高次諧波，帶 感性負載如電動機等用電器中將產(chǎn)生附加損耗，因此效率低，電磁感性負載如電動機等用電器中將產(chǎn)生附加損耗，因此效率低，電磁 干擾大。干擾大。 階梯波逆變器。階梯波逆變器也叫修正波逆變器，階梯波階梯波逆變器。階梯波逆變器也叫修正波逆變器，階梯波 比方波波形有明顯改善，波形類似于正弦波，波形中的比方波波形有明顯改善，波形類似于正弦波，波形中的 高次諧波含量少，故可以帶包括感性負載在內(nèi)的各種負高次諧波含量少，故可以帶包括感性負載在內(nèi)的各種負 載。當(dāng)采

30、用無變壓器輸出時，整機效率高。載。當(dāng)采用無變壓器輸出時，整機效率高。 缺點是線路較為復(fù)雜。為把方波修正成階梯波，需要多個缺點是線路較為復(fù)雜。為把方波修正成階梯波，需要多個 不同的復(fù)雜電路，產(chǎn)生多種波形疊加修正而成，這些電不同的復(fù)雜電路，產(chǎn)生多種波形疊加修正而成，這些電 路使用的功率開關(guān)管也較多，電磁干擾嚴重。路使用的功率開關(guān)管也較多，電磁干擾嚴重。階梯波形階梯波形 逆變器不能應(yīng)用于并網(wǎng)發(fā)電的場合。逆變器不能應(yīng)用于并網(wǎng)發(fā)電的場合。 正弦波逆變器。正弦波逆變器輸出的波形與交流市電正弦波逆變器。正弦波逆變器輸出的波形與交流市電 的波形相同。這種逆變器的優(yōu)點是輸出波形好、失真度的波形相同。這種逆變器的

31、優(yōu)點是輸出波形好、失真度 低，干擾小、噪聲低，保護功能齊全，整機性能好，技低，干擾小、噪聲低，保護功能齊全，整機性能好，技 術(shù)含量高。術(shù)含量高。 缺點是線路復(fù)雜、維修困難、價格較貴。缺點是線路復(fù)雜、維修困難、價格較貴。 功率因數(shù)功率因數(shù) 定義：有功功率與視在功率之比。在交流電路中， 電壓與電流之間的相位差()的余弦叫做功率因 數(shù)，用符號cos表示 功率因數(shù)的大小與電路的負荷性質(zhì)有關(guān)， 如白熾 燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數(shù)為1，一般 具有電感性負載的電路功率因數(shù)都小于1。 功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。功 率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個系數(shù)。功 率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場轉(zhuǎn)

32、換的無功功 率大， 從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供 電損失 在電工技術(shù)中，將單口網(wǎng)絡(luò)端鈕電壓和電 流有效值的乘積，稱為視在功率 （apparent power），記為s=ui 視在功率不用瓦特（w）為單位，而用伏 安（va）或千伏安（kva）為單位 2三相逆變器電路原理三相逆變器電路原理 單相逆變器電路由于受到功率開關(guān)器件的 容量、零線（中性線）電流、電網(wǎng)負載平 衡要求和用電負載性質(zhì)等的限制，容量一 般都在100kva以下，大容量的逆變電路大 多采用三相形式。 三相逆變器按照直流電源的性質(zhì)不同分為 三相電壓型逆變器和三相電流型逆變器。 (1)三相電壓型逆變器三相電壓型逆變器 電壓型逆變器

33、就是逆變電路中的輸入直流能量由一個穩(wěn)定 的電壓源提供， 其特點是逆變器在脈寬調(diào)制時的輸出電壓的幅值等于電壓 源的幅值，而電流波形取決于實際的負載阻抗。 該電路主要由6只功率開關(guān)器件和6只續(xù)流二極管以及帶 中性點的直流電源構(gòu)成。圖中負載l和r表示三相負載的 各路相電感和相電阻。 功率開關(guān)器件vt1vt6在控制電路的作用 下，當(dāng)控制信號為三相互差120的脈沖信 號時，可以控制每個功率開關(guān)器件導(dǎo)通 180或120，相鄰兩個開關(guān)器件的導(dǎo)通 時間互差60。 逆變器三個橋臂中上部和下部開關(guān)元件以 180間隔交替開通和關(guān)斷，vt1vt6以 60的電位差依次開通和關(guān)斷，在逆變器 輸出端形成a、b、c三相電壓。

34、 控制電路輸出的開關(guān)控制信號可以是方波、階梯波、脈 寬調(diào)制方波、脈寬調(diào)制三角波和鋸齒波等，其中后三種脈 寬調(diào)制的波形都是以基礎(chǔ)波作為載波，正弦波作為調(diào)制波， 最后輸出正弦波波形。 普通方波和被正弦波調(diào)制的方波的區(qū)別如圖所示，與普通 方波信號相比，被調(diào)制的方波信號是按照正弦波規(guī)律變化 的系列方波信號，即普通方波信號是連續(xù)導(dǎo)通的，而被調(diào) 制的方波信號要在正弦波調(diào)制的周期內(nèi)導(dǎo)通和關(guān)斷n次。 (2)三相電流型逆變器三相電流型逆變器 電流型逆變器的直流輸入電源是一個恒定的直流 電流源，需要調(diào)制的是電流，若一個矩形電流注 入負載，電壓波形則是在負載阻抗的作用下生成 的。 在電流型逆變器中，有兩種不同的方法

35、控制基波 電流的幅值，一種方法是直流電流源的幅值變化 法，這種方法使得交流電輸出側(cè)的電流控制比較 簡單；另一種方法是用脈寬調(diào)制來控制基波電流。 該電路由6只功率開關(guān)器件和6只阻斷二極管以及 直流恒流電源、浪涌吸收電容等構(gòu)成，r為用電 負載。 電流型逆變器的特點是在直流電輸入側(cè)接 有較大的濾波電感，當(dāng)負載功率因數(shù)變化 時，交流輸出電流的波形不變，即交流輸 出電流波形與負載無關(guān)。 從電路結(jié)構(gòu)上與電壓型逆變器不同的是， 電壓型逆變器在每個功率開關(guān)元件上并聯(lián) 了一個續(xù)流二極管，而電流型逆變器則是 在每個功率開關(guān)元件上串聯(lián)了一個反向阻 斷二極管。 與三相電壓型逆變器電路一樣，三相電流型逆變器也是 由三組

36、上下一對的功率開關(guān)元件構(gòu)成，但開關(guān)動作的方法 與電壓型的不同。 由于在直流輸入側(cè)串聯(lián)了大電感l(wèi)，使直流電流的波動變 化較小，當(dāng)功率開關(guān)器件開關(guān)動作和切換時，都能保持電 流的穩(wěn)定和連續(xù)。因此三個橋臂中上邊開關(guān)元件vt1、 vt3、vt5中的一個和下邊開關(guān)元件vt2、vt4、vt6中 的一個，均可按每隔1/3周期分別流過一定值的電流，輸 出的電流波形是高度為該電流值的120通電期間的方波。 另外，為防止連接感性負載時電流急劇變化而產(chǎn)生浪涌電 壓，在逆變器的輸出端并聯(lián)了浪涌吸收電容c。 三相電流型逆變器的直流電源即直流電流源是利 用可變電壓的電源通過電流反饋控制來實現(xiàn)的。 但是，僅用電流反饋，不能減

37、少因開關(guān)動作形成 的逆變器輸入電壓的波動而使電流隨著波動，所 以在電源輸入端串入了大電感(電抗器)l。 電流型逆變器非常適合在并網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用，特別 是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，電流型逆變器有著獨 特的優(yōu)勢。 3.2.4并網(wǎng)型逆變器的電路原并網(wǎng)型逆變器的電路原 理理 并網(wǎng)逆變器是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件。與離網(wǎng)型光 伏逆變器相比，并網(wǎng)逆變器不僅要將太陽能光伏發(fā)出的直 流電轉(zhuǎn)換為交流電，還要對交流電的電壓、電流、頻率、 相位與同步等進行控制，還要解決對電網(wǎng)的電磁干擾、自 我保護、單獨運行和孤島效應(yīng)以及最大功率跟蹤等技術(shù)問 題，因此對并網(wǎng)型逆變器要有更高的技術(shù)要求。 1并網(wǎng)逆變器的技術(shù)要求并網(wǎng)逆變器的技

38、術(shù)要求 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行，對逆變器提出了較高的技 術(shù)要求。 (1)要求逆變器必須輸出正弦波電流。光伏系統(tǒng)饋入公用電 網(wǎng)的電力，必須滿足電網(wǎng)規(guī)定的指標(biāo)，如逆變器的輸出電 流不能含有直流分量，高次諧波必須盡量減少，不能對電 網(wǎng)造成諧波污染。 (2)要求逆變器在負載和日照變化幅度較大的情況下均能高 效運行。光伏系統(tǒng)的能量來自太陽能，而日照強度隨著氣 候而變化，所以工作時輸入的直流電壓變化較大，這就要 求逆變器在不同的日照條件下都能高效運行。同時要求逆 變器本身也要有較高的逆變效率，一般中小功率逆變器滿 載時的逆變效率要求達到85%90%，大功率逆變器滿載 時的逆變效率要求達到90%95%。

39、 (3)要求逆變器能使光伏方陣始終工作在最大功率點 狀態(tài)。太陽能電池的輸出功率與日照、溫度、負 載的變化有關(guān)，即其輸出特性具有非線性關(guān)系。 這就要求逆變器具有最大功率跟蹤功能，即不論 日照、溫度等如何變化，都能通過逆變器的自動 調(diào)節(jié)實現(xiàn)太陽能電池方陣的最佳運行。 (4)要求具有較高的可靠性。許多光伏發(fā)電系統(tǒng)處 在邊遠地區(qū)和無人值守和維護的狀態(tài)，這就要求 逆變器要具有合理的電路結(jié)構(gòu)和設(shè)計，具備一定 的抗干擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、瞬時過載保護能 力以及各種保護功能，如輸入直流極性接反保護、 交流輸出短路保護、過熱保護、過載保護等。 (5)要求有較寬的直流電壓輸入適應(yīng)范圍。太陽能電 池方陣的輸出電壓會

40、隨著負載和日照強度、氣候 條件的變化面變化，對于接入蓄電池的并網(wǎng)光伏 系統(tǒng)，雖然蓄電池對太陽能電池輸出電壓具有一 定的鉗位作用，但由于蓄電池本身電壓也隨著蓄 電池的剩余電量和內(nèi)阻的變化而波動，特別是不 接蓄電池的光伏系統(tǒng)或蓄電池老化時的光伏系統(tǒng)， 其端電壓的變化范圍很大。 例如一個接12v蓄電池的光伏系統(tǒng)，它的端電 壓會在1117v之間變化。 這就要求逆變器必須在較寬的直流電壓輸入范 圍內(nèi)都能正常工作，并保證交流輸出電壓的穩(wěn)定。 (6)要求逆變器要體積小、重量輕，以便于室 內(nèi)安裝或墻壁上懸掛。 (7)要求在電力系統(tǒng)發(fā)生停電時，并網(wǎng)光伏系 統(tǒng)即能獨立運行，又能防止孤島效應(yīng)，能 快速檢測并切斷向公

41、用電網(wǎng)的供電，防止 觸電事故的發(fā)生。待公用電網(wǎng)恢復(fù)供電后， 逆變器能自動恢復(fù)并網(wǎng)供電。 2并網(wǎng)逆變器的電路原理并網(wǎng)逆變器的電路原理 (1)三相并網(wǎng)逆變器電路原理。 三相并網(wǎng)逆變器輸出電壓一般為交流 380v或更高電壓，頻率為50/60hz，其中 50hz為中國和歐洲標(biāo)準，60hz為美國和日 本標(biāo)準。 三相并網(wǎng)逆變器多用于容量較大的光伏 發(fā)電系統(tǒng)，輸出波形為標(biāo)準正弦波，功率 因數(shù)接近1.0。 三相并網(wǎng)逆變器的電路原理三相并網(wǎng)逆變器的電路原理 電路分為主電路和微處理器電路兩部分。 主電路主要完成dc-dc-ac的轉(zhuǎn)換和逆變過程。 微處理器電路主要完成系統(tǒng)并網(wǎng)的控制過程。 系統(tǒng)并網(wǎng)控制的目的是使逆變

42、器輸出的交流電壓值、波形、相位等維持在 規(guī)定的范圍內(nèi)，因此，微處理器控制電路要完成電網(wǎng)、相位實時檢測、電流 相位反饋控制、光伏方陣最大功率跟蹤以及實時正弦波脈寬調(diào)制信號發(fā)生等 內(nèi)容， 具體工作過程如下： 公用電網(wǎng)的電壓和相位經(jīng)過霍爾電壓傳感器送給微處理器的a/d轉(zhuǎn)換器，微 處理器將回饋電流的相位與公用電網(wǎng)的電壓相位做比較，其誤差信號通過 pid運算器運算調(diào)節(jié)后送給pwm脈寬調(diào)制器（調(diào)整相位），這就完成了功率 因數(shù)為1的電能回饋過程。 微處理器完成的另一項主要工作是實現(xiàn)光伏方陣的最大功率輸出。光伏方陣 的輸出電壓和電流分別由電壓、電流傳感器檢測并相乘，得到方陣輸出功率， 然后調(diào)節(jié)pwm輸出占空比

43、。這個占空比的調(diào)節(jié)實質(zhì)上就是調(diào)節(jié)回饋電壓大 小，從而實現(xiàn)最大功率尋優(yōu)。當(dāng)u的幅值變化時，回饋電流與電網(wǎng)電壓之間 的相位角 也將有一定的變化。由于電流相位已實現(xiàn)了反饋控制，因此自然 實現(xiàn)了相位有幅值的解耦控制，使微處理器的處理過程更簡便。 (2)單相并網(wǎng)逆變器電路原理單相并網(wǎng)逆變器電路原理 單相并網(wǎng)逆變器輸出電壓為交流220v或110v 等，頻率為50hz，波形為正弦波，多用于小型的 戶用系統(tǒng)。單相并網(wǎng)逆變器逆變和控制過程與三 相并網(wǎng)逆變器基本類似。 (3)并網(wǎng)逆變器單獨運行的檢并網(wǎng)逆變器單獨運行的檢 測與防止孤島效應(yīng)。測與防止孤島效應(yīng)。 在太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電過程中，由于太陽能光伏 發(fā)電系統(tǒng)與電

44、力系統(tǒng)并網(wǎng)運行，當(dāng)電力系統(tǒng)由于 某種原因發(fā)生異常而停電時，如果太陽能光伏發(fā) 電系統(tǒng)不能隨之停止工作或與電力系統(tǒng)脫開，則 會向電力輸電線路繼續(xù)供電，這種運行狀態(tài)被形 象的稱為“孤島效應(yīng)”。 特別是當(dāng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率與負載 用電功率平衡時，即使電力系統(tǒng)斷電，光伏發(fā)電 系統(tǒng)輸出端的電壓和頻率等參數(shù)不會快速隨之變 化，使光伏發(fā)電系統(tǒng)無法正確判斷電力系統(tǒng)是否 發(fā)生故障或中斷供電，因而極易導(dǎo)致“孤島效應(yīng)” 現(xiàn)象的發(fā)生。 “孤島效應(yīng)”的發(fā)生會產(chǎn)生嚴重的后果。當(dāng)電力系 統(tǒng)電網(wǎng)發(fā)生故障或中斷供電后，由于光伏發(fā)電系 統(tǒng)仍然繼續(xù)給電網(wǎng)供電，會威脅到電力供電線路 的修復(fù)及維修作業(yè)人員及設(shè)備的安全，造成觸電

45、 事故。不僅妨礙了停電故障的檢修和正常運行的 盡快恢復(fù)，而且有可能給配電系統(tǒng)及一些負載設(shè) 備造成損害。 因此為了確保維修作業(yè)人員的安全和電力供電的 及時恢復(fù)，當(dāng)電力系統(tǒng)停電時，必須使太陽能光 伏系統(tǒng)停止運行或與電力系統(tǒng)自動分離（此時太 陽能光伏系統(tǒng)自動切換成獨立供電系統(tǒng)，還將繼 續(xù)運行為一些應(yīng)急負載和必要負載供電）。 在逆變器電路中，檢測出光伏系統(tǒng)單獨運 行狀態(tài)的功能稱為單獨運行檢測。 檢測出單獨運行狀態(tài)，并使太陽能光伏系 統(tǒng)停止運行或與電力系統(tǒng)自動分離的功能 就叫單獨運行停止或孤島效應(yīng)防止。 單獨運行檢測功能分為被動式檢測和主動 式檢測兩種方式。 被動式檢測方式被動式檢測方式 被動式檢測方式

46、是通過實時監(jiān)視電網(wǎng)系統(tǒng) 的電壓、頻率、相位的變化，檢測因電網(wǎng) 電力系統(tǒng)停電向單獨運行過渡時的電壓波 動、相位跳動、頻率變化等參數(shù)變化，檢 測出單獨運行狀態(tài)的方法。 被動式檢測方式有電壓相位跳躍檢測法、 頻率變化率檢測法、電壓諧波檢測法、輸 出功率變化率檢測法等，其中電壓相位跳 躍檢測法較為常用。 其檢測過程是：周期性的測出逆變器的交流電壓 的周期，如果周期的偏移超過某設(shè)定值以上時， 則可判定為單獨運行狀態(tài)。 此時使逆變器停止運行或脫離電網(wǎng)運行。通常與 電力系統(tǒng)并網(wǎng)的逆變器是在功率因數(shù)為1（即電 力系統(tǒng)電壓與逆變器的輸出電流同相）的情況下 運行，逆變器不向負載供給無功功率，而由電力 系統(tǒng)供給無功

47、功率。但單獨運行時電力系統(tǒng)無法 供給無功功率，逆變器不得不向負載供給無功功 率，其結(jié)果是使電壓的相位發(fā)生驟變。檢測電路 檢測出電壓相位的變化，判定光伏發(fā)電系統(tǒng)處于 單獨運行狀態(tài)。 主動式檢測方式主動式檢測方式 主動式檢測方式是指由逆變器的輸出端主 動向系統(tǒng)發(fā)出電壓、頻率或輸出功率等變 化量的擾動信號，并觀察電網(wǎng)是否受到影 響，根據(jù)參數(shù)變化檢測出是否處于單獨運 行狀態(tài)。 主動式檢測方式有頻率偏移方式、有功 功率變動方式、無功功率變動方式以及負 載變動方式等。較常用的是頻率偏移方式。 該方式是根據(jù)單獨運行中的負荷狀況，使太陽能 光伏系統(tǒng)輸出的交流電頻率在允許的變化范圍內(nèi) 變化，根據(jù)系統(tǒng)是否跟隨其變

48、化來判斷光伏發(fā)電 系統(tǒng)是否處于單獨運行狀態(tài)。 例如使逆變器的輸出頻率相對于系統(tǒng)頻率做 0.1hz的波動，在與系統(tǒng)并網(wǎng)時，此頻率的波 動會被系統(tǒng)吸收，所以系統(tǒng)的頻率不會改變。 當(dāng)系統(tǒng)處于單獨運行狀態(tài)時，此頻率的波動會引 起系統(tǒng)頻率的變化，根據(jù)檢測出的頻率可以判斷 為單獨運行。 一般當(dāng)頻率波動持續(xù)0.5s以上時，則逆變器會停 止運行或與電力電網(wǎng)脫離。 3.3光伏逆變器的性能特點與光伏逆變器的性能特點與 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù) 掌握和了解光伏逆變器的性能特點和技術(shù) 參數(shù)，對于考察、評價和選用光伏逆變器 有著積極的意義。 3.3.1 光伏逆變器的主要性能特點光伏逆變器的主要性能特點 1離網(wǎng)邀變器主要性能特點

49、 (1)采用16位單片機或32位dsp微處理器進行控制。 (2)太陽能充電采用pwm控制模式，大大提高了充電效率。 (3)采用數(shù)碼或液晶顯示各種運行參數(shù)，可靈活設(shè)置各種定值參 數(shù)。 (4)方波、修正波、正弦波輸出。純正弦波輸出時，波形失真率 一般小于5%。 (5)穩(wěn)壓精度高，額定負載狀態(tài)下，輸出精度一般不大于3%。 (6)具有緩啟動功能，避免對蓄電池和負載的大電流沖擊。 (7)高頻變壓器隔離，體積小、重量輕。 (8)配備標(biāo)準的rs232/485通信接口，便于遠程通信和控制。 (9)可在海拔5500m以上的環(huán)境中使用。適應(yīng)環(huán)境溫度范圍為- 2050。 (10)具有輸入接反保護、輸入欠壓保護、輸入

50、過壓保護、輸出 過壓保護、輸出過載保護、輸出短路保護、過熱保護等多種 保護功能。 2并網(wǎng)型逆變器主要性能特并網(wǎng)型逆變器主要性能特 點點 (1)功率開關(guān)器件采用新型ipm模塊，大大提高系統(tǒng)效率。 (2)采用mppt自尋優(yōu)技術(shù)實現(xiàn)太陽能電池最大功率跟蹤， 最大限度地提高系統(tǒng)的發(fā)電量。 (3)液晶顯示各種運行參數(shù)，人性化界面，可通過按鍵靈 活設(shè)置各種運行參數(shù)。 (4)設(shè)置有多種通信接口可以選擇，可方便地實現(xiàn)上位機 監(jiān)控（上位機是指：人可以直接發(fā)出操控命令的計算機， 屏幕上顯示各種信號變化如電壓、電流、水位、溫度、光 伏發(fā)電量等）。 (5)具有完善的保護電路，系統(tǒng)可靠性高。 (6)具有較寬的直流電壓輸

51、入范圍。 (7)可實現(xiàn)多臺逆變器并聯(lián)組合運行，簡化光伏發(fā)電站設(shè) 計，使系統(tǒng)能夠平滑擴容。 (8)具有電網(wǎng)保護裝置，具有防孤島保護功能。 3.3.2光伏逆變器的主要技術(shù)光伏逆變器的主要技術(shù) 參數(shù)參數(shù) 1額定輸出電壓 光伏逆變器在規(guī)定的輸入直流電壓允許的波動范圍內(nèi)，應(yīng) 能輸出額定的電壓值，一般在額定輸出電壓為單相220v 和三相380v時，電壓波動偏差有如下規(guī)定。 (1)在穩(wěn)定狀態(tài)運行時，一般要求電壓波動偏差不超道額 定值的5%。 (2)在負載突變時，電壓偏差不超過額定值的10%。 (3)在正常工作條件下，逆變器輸出的三相電壓不平衡度 不應(yīng)超過8%。 (4)輸出的電壓波形（正弦波）失真度一般要求不

52、超過5%。 (5)逆變器輸出交流電壓的頻率在正常工作條件下其偏差 應(yīng)在1%以內(nèi)。gb/t19064-2003規(guī)定的輸出電壓頻率應(yīng) 在4951hz之間。 2負載功率因數(shù) 負載功率因數(shù)大小表示了逆變器帶感性負載的能 力，在正弦波條件下負載功率因數(shù)為0.70.9。 3額定輸出電流和額定輸出容量 額定輸出電流是表示在規(guī)定的負載功率因數(shù)范 圍內(nèi)逆變器的額定輸出電流，單位為a; 額定輸出容量是指當(dāng)輸出功率因數(shù)為1（即純 電阻性負載）時，逆變器額定輸出電壓和額定輸 出電流的乘積，單位是kva或kw。 4額定輸出效率 額定輸出效率是指在規(guī)定的工作條件下， 輸出功率與輸入功率之比，通常應(yīng)在70% 以上。 逆變器

53、的效率會隨著負載的大小而改變， 當(dāng)負載率低于20%和高于80%時，效率要 低一些。 標(biāo)準規(guī)定逆變器的輸出功率在大于等于 額定功率的75%時，效率應(yīng)大于等于80%。 5過載能力 過載能力是要求逆變器在特定的輸出功率條件 下能持續(xù)工作一定的時間，其標(biāo)準規(guī)定如下。 (1)輸入電壓與輸出功率為額定值時，逆變器應(yīng)連 續(xù)可靠工作4h以上。 (2)輸入電壓與輸出功率為額定值的125%時，逆 變器應(yīng)連續(xù)可靠工作1min以上。 (3)輸入電壓與輸出功率為額定值的150%時，逆 變器應(yīng)連續(xù)可靠工作10s以上。 6額定直流輸入電壓 額定直流輸入電壓是指光伏發(fā)電系統(tǒng)中輸入逆變器的 直流電壓，小功率逆變器輸入電壓一般為

54、12v和24v，中、 大功率逆變器電壓有24v、48v、110v、220v和500v等。 7額定直流輸入電流 額定直流輸入電流是指太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為逆變器 提供的額定直流工作電流。 8直流電壓輸入范圍 光伏逆變器直流輸入電壓允許在額定直流輸入電壓的 90%120%范圍內(nèi)變化，而不影響輸出電壓的變化。 9使用環(huán)境條件 (1)工作溫度。逆變器功率器件的工作溫度直接影響到逆 變器的輸出電壓、波形、頻率、相位等許多重要特性，而 工作溫度又與環(huán)境溫度、海拔高度、相對濕度以及工作狀 態(tài)有關(guān)。 (2)工作環(huán)境。對于高頻高壓型逆變器，其工作特性和工 作環(huán)境、工作狀態(tài)有關(guān)。在高海拔地區(qū)，空氣稀薄，容易 出現(xiàn)電路極間放電，影響工作。在高濕度地區(qū)則容易結(jié)露， 造成局部短路。因此逆變器都規(guī)定了適用的工作范圍。 光伏逆變器的正常使用條件為：環(huán)境溫度-20+50， 海拔5500m，相對濕度93%，且無凝露。當(dāng)工作環(huán)境 和工作溫度超出上述范圍時，要考