光伏發(fā)電技術(shù)74逆變器

第7章光伏系統(tǒng)部件7.5逆變器逆變器：是通過半導(dǎo)體功率開關(guān)的開通和關(guān)斷作用，將直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能供給負(fù)載使用的一種轉(zhuǎn)換裝置，它是整流器的逆向變換功能器件。逆變器的發(fā)展：隨著微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，逆變技術(shù)也從通過直流電動(dòng)機(jī)—交流電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方式逆變技術(shù)，發(fā)展到20世紀(jì)六、七十年代的晶閘管逆變技術(shù)。

21世紀(jì)的逆變技術(shù)多數(shù)采用了MOSFET（功率場效應(yīng)管）、IGBT（絕緣柵極晶體管）、GTO（可關(guān)斷晶體管）、IGCT（集成門極換流晶閘管）、MCT（MOS控制晶閘管）等多種先進(jìn)且易于控制的功率器件，控制電路也從模擬集成電路發(fā)展到單片機(jī)控制，甚至采用數(shù)字信號處理器（DSP）控制。各種現(xiàn)代控制理論如自適應(yīng)控制、自學(xué)習(xí)控制、模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等先進(jìn)控制理論和算法也大量應(yīng)用于逆變領(lǐng)域。其應(yīng)用范圍也擴(kuò)大到了很多前所未有的領(lǐng)域。逆變器制造企業(yè)近年來，由于光伏市場的飛速發(fā)展，逆變器的技術(shù)水平迅速提高，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了一批技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)，占有較大的市場份額。國外：德國SMA公司，是逆變器制造領(lǐng)軍企業(yè)，其2009年和2010年的全球市場占有率分別為43%和39%。美國Power-one、奧地利Fronius、美國Satcon、美國AdvancedEnergy、德國KACO、西班牙Ingeteam、德國Siemens、意大利RPSSpa、意大利SensoTecnologiesS.r.l國內(nèi)：逆變器制造企業(yè)主要有合肥陽光電源有限公司（據(jù)報(bào)道其國內(nèi)光伏逆變器市場占有率接近70%）、南京冠亞電源設(shè)備有限公司、江蘇艾索新能源股份有限公司、北京科諾偉業(yè)科技有限公司、江蘇山億新能源有限公司、浙江昱能光伏科技集成有限公司等。7.5.1逆變器的分類逆變器及逆變技術(shù)按輸出波形、主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、輸出相數(shù)等方式來分類，具體如下：（1）按輸出交流電相數(shù)分，有單相逆變器、三相逆變器和多項(xiàng)逆變器。（2）按輸出電壓波形分，有方波逆變器、正弦波逆變器和階梯波逆變器。（3）按輸出直流電源分，有電壓源型逆變器和電流源型逆變器。（4）按主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分，有推挽逆變器、半橋逆變器和全橋逆變器。（5）按功率流動(dòng)方向分，有單向逆變器和雙向逆變器。（6）按負(fù)載是否有源分，有無源逆變器和有源逆變器。（7）按輸出交流電的頻率分，有低頻逆變器、工頻逆變器、中頻逆變器和高頻逆變器。（8）按直流環(huán)節(jié)特性分，有低頻環(huán)節(jié)逆變器和高頻環(huán)節(jié)逆變器。此外，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求不同還可以分為兩種，一種是不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、不含儲(chǔ)能環(huán)節(jié)；另一種是可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，含有儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。在不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器將光伏陣列產(chǎn)生的直流電直接轉(zhuǎn)化為和電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電，完全由日照和環(huán)境溫度等因素來決定并網(wǎng)的時(shí)間和功率大小。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)可以省去蓄電池而將電網(wǎng)作為自己的儲(chǔ)能單元，當(dāng)日照強(qiáng)烈時(shí)，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將發(fā)出的多余電能回饋電網(wǎng)，當(dāng)需要電能時(shí)隨時(shí)可以由電網(wǎng)輸出電能?？烧{(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)增加了儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，系統(tǒng)首先對儲(chǔ)能環(huán)節(jié)進(jìn)行充電，然后根據(jù)需要將光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)用做并網(wǎng)或經(jīng)逆變后獨(dú)立使用，系統(tǒng)的工作時(shí)間和并網(wǎng)功率的大小可人為設(shè)定。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生斷電或其他故障時(shí)，逆變器自動(dòng)切斷和電網(wǎng)的電氣連接，同時(shí)可以根據(jù)需要選擇是否進(jìn)行獨(dú)立逆變，用于對本地負(fù)載繼續(xù)供電。7.5.2逆變器的技術(shù)性能（1）額定輸出電壓額定輸出電壓單相為220V，三相為380V。在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，一般要求電壓波動(dòng)偏差不超過額定值的3%-5%。在負(fù)載突變時(shí)，電壓偏差不超過額定值的8%-10%。（2）輸出電壓的不平衡度在正常工作時(shí)，逆變器輸出的三相電壓不平衡程度不應(yīng)超過5%-8%。（3）輸出電壓的波形失真度當(dāng)輸出為正弦波時(shí)，一般要求輸出的電壓波形失真度不超過5%。（4）額定輸出頻率逆變器輸出頻率應(yīng)相對穩(wěn)定，如工頻59Hz，正常工作時(shí)，與額定輸出頻率的偏差應(yīng)不超過1%。國標(biāo)GB/T19064-2003規(guī)定的輸出頻率應(yīng)在49-51Hz。（5）負(fù)載功率因數(shù)表征了逆變器帶感性負(fù)載的能力，在正弦波條件下負(fù)載功率因數(shù)為0.7-0.9。（6）額定輸出電流在規(guī)定的負(fù)載功率因數(shù)范圍內(nèi)逆變器的額定輸出電流。（7）額定輸出容量當(dāng)輸出功率因數(shù)為1（即純阻性負(fù)載）時(shí)，額定輸出電壓和額定輸出電流的乘積。（8）額定輸出效率在規(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。逆變器效率會(huì)隨負(fù)載的大小而變化，當(dāng)負(fù)載率低于20%和高于80%時(shí)，效率要低一些。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定逆變器輸出功率大于或等于額定功率的75%時(shí)，效率應(yīng)大于等于80%。但是考慮到逆變器多數(shù)時(shí)間并不在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下工作，而且同一個(gè)逆變器在不同的天氣條件下其效率也不一樣，若只比較在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的效率，并不完全合理。為了對不同的逆變器性能進(jìn)行比較，提出了加權(quán)效率的概念。根據(jù)歐洲平均水平面上太陽年輻照量約為1000kwh/m2,使用加權(quán)效率的公式為η=0.03η5%+0.06η10%+0.13η20%+0.1η30%+0.48η50%+0.2η100%式中，效率η的下標(biāo)是指現(xiàn)場太陽輻照強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)太陽輻照強(qiáng)度(1000W/m2)之比的百分?jǐn)?shù)。例如，η5%表示現(xiàn)場的太陽輻照強(qiáng)度是標(biāo)準(zhǔn)太陽輻照強(qiáng)度的5%時(shí)逆變器的效率。在南歐和美國南部，由于當(dāng)?shù)靥栞椪諒?qiáng)度（平均水平面上太陽年輻照量約為1200W/m2）較大，加權(quán)效率考慮有個(gè)修正因子，通常稱為加州效率，公式為η=0.04η10%+0.05η20%+0.12η30%+0.21η50%+0.53η75%+0.05η100%（9）帶載能力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(shí)間。帶載能力的標(biāo)準(zhǔn)如下：①輸入電壓與輸出功率為額定值時(shí)，逆變器應(yīng)連續(xù)可靠工作4h以上。②輸入電壓和輸出功率為額定值的125%，逆變器應(yīng)連續(xù)可靠工作1min以上。③輸入電壓和輸出功率為額定值的150%，逆變器應(yīng)連續(xù)可靠工作10s以上。（10）額定直流輸入電壓光伏發(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12V和24V，中、大功率逆變器輸入電壓有24V、48V、110V、220V和500V等。（11）額定直流輸入電流太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為逆變器提供的額定直流工作電流。（12）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。(13)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、相位等許多重要特征，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后，要考慮降低容量使用或重新設(shè)計(jì)定制。（14）電磁干擾和噪聲逆變器中的開關(guān)電路極容易產(chǎn)生電磁干擾，容易在鐵芯變壓器上因振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。因而在設(shè)計(jì)和制造中都必須控制電磁干擾和噪聲指標(biāo)，使之滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和用戶的要求。其噪聲要求是：當(dāng)輸入電壓為額定值時(shí)，在設(shè)備高度的1/2、正面距離為3m處用聲級計(jì)分別測量50%額定負(fù)載和滿載時(shí)的噪聲應(yīng)小于等于65db。（15）保護(hù)功能太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)該具有較高的可靠性和安全性，作為光伏發(fā)電系統(tǒng)重要組成部分的逆變器應(yīng)具有以下保護(hù)功能。①欠壓保護(hù).當(dāng)輸入電壓低于規(guī)定的欠壓斷開（LVD）值時(shí)，逆變器應(yīng)能自動(dòng)關(guān)機(jī)保護(hù)。②過電流保護(hù).當(dāng)工作電流超過額定值的150%時(shí)，逆變器應(yīng)能自動(dòng)保護(hù).電流恢復(fù)正常后設(shè)備又能正常工作。③短路保護(hù).當(dāng)逆變器輸出短路時(shí)，應(yīng)具有短路保護(hù)措施。短路排除后，設(shè)備應(yīng)能正常工作。④極性反接保護(hù).逆變器的正極輸入端和負(fù)極輸入端反接時(shí)，逆變器應(yīng)能自動(dòng)保護(hù)。待極性正接后，設(shè)備應(yīng)能正常工作。⑤雷電保護(hù).其防雷器件的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)能保證吸收預(yù)期的沖擊能量。7.5.3光伏逆變器的電路構(gòu)成逆變器的基本電路構(gòu)成如下圖所示，主要由輸入電路、輸出電路、主逆變開關(guān)電路（簡稱主逆變電路）、控制電路、輔助電路和保護(hù)電路等構(gòu)成。各電路作用如下：（1）輸入電路逆變器的輸入電路主要是為主逆變電路提供可確保其正常工作的直流工作電壓。（2）主逆變電路是逆變器的核心，它的主要作用是通過半導(dǎo)體器件開關(guān)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式兩大類。（3）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、相位等進(jìn)行修正、補(bǔ)償、調(diào)理，使之能滿足使用需求。（4）控制電路主要是為主逆變電路提供一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。（5）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。輔助電路還包含多種檢測、顯示電路。逆變器的顯示功能主要包括：直流輸入電壓和電流的測量值，交流輸出電壓和電流的測量值，逆變器的工作狀態(tài)（運(yùn)行、故障、停機(jī)等）。（6）保護(hù)電路主要包括輸入過壓、欠壓保護(hù)，輸出過壓、欠壓保護(hù)，過載保護(hù)，過流和短路保護(hù)，接反保護(hù)，過熱保護(hù)。7.5.4光伏逆變器的電路原理1.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)器件的開通和關(guān)斷作用，把直流電能變換成交流電能的。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。電路中都使用具有開關(guān)特性的半導(dǎo)體功率器件，由控制電路周期性的對功率器件發(fā)出開、關(guān)脈沖控制信號，控制各個(gè)功率器件輪流導(dǎo)通和關(guān)斷，再經(jīng)過變壓器耦合升壓或降壓后，整形濾波輸出符合要求的交流電。（1）推挽式逆變電路組成:兩只共負(fù)極連接的功率開關(guān)管和一個(gè)初級帶有中心抽頭的升壓變壓器。①升壓變壓器的中心抽頭接直流電源正極；②兩只功率開關(guān)管在控制電路的作用下交替工作，輸出方波或三角波的交流電力。由于功率開關(guān)管的共負(fù)極（地）連接，使得該電路的驅(qū)動(dòng)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(diǎn)：變壓器效率低，帶感性負(fù)載的能力較差，不適合直流電壓過高的場合。（2）半橋式逆變電路原理如圖所示，組成：兩只功率開關(guān)管、兩只儲(chǔ)能電容器和耦合變壓器等組成。該電路將兩只串聯(lián)電容的中點(diǎn)作為參考點(diǎn)，當(dāng)功率開關(guān)管VT1在控制電路的作用下導(dǎo)通時(shí)，電容C1上的能量通過變壓器初級釋放，當(dāng)功率開關(guān)管VT2導(dǎo)通時(shí)，電容C2上的能量通過變壓器初級釋放，VT1和VT2的輪流導(dǎo)通，在變壓器次級獲得了交流電能。半橋式逆變電路結(jié)構(gòu)簡單，由于兩只串聯(lián)電容器的作用，不會(huì)產(chǎn)生磁偏或直流分量，非常適合后級帶動(dòng)變壓器負(fù)載。但該電路工作在工頻（50Hz或60Hz）時(shí)，需要較大的電容容量，使電路的成本上升，因此該電路更適合于高頻逆變器電路中。（3）全橋式逆變電路組成：四只功率開關(guān)管和變壓器等。該電路克服了推挽式逆變電路的缺點(diǎn)，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(fù)載兩端得到交流電能。圖中E為輸入的直流電源，R為逆變器的純電阻性負(fù)載。為便于理解，用等效電路對全橋式逆變電路進(jìn)行分析。開關(guān)K1~K4等效于VT1~VT4。當(dāng)開關(guān)K2，K4斷開，開關(guān)K1，K3接通時(shí)，電流流過K1，R，K3，負(fù)載R上的電壓極性是左正右負(fù)。當(dāng)開關(guān)K1，K3斷開，開關(guān)K2，K4接通時(shí)，電流流過K2，R，K4，負(fù)載R上的電壓極性相反。若兩組開關(guān)K1、K3和K2、K4以頻率f交替切換工作時(shí)，負(fù)載R上便可得到頻率為f的交變電流（交變電壓）該波形為一方波，其周期T=1/f上述幾種電路都是逆變器的最基本電路，在實(shí)際應(yīng)用中，除了小功率光伏逆變器主電路采用這種單級的（DC-AC）轉(zhuǎn)換電路外，中、大功率光伏逆變器主電路都采用兩級（DC-DC-AC）或三級（DC-AC-DC-AC)的電路結(jié)構(gòu)形式。一般來說，中、小功率光伏系統(tǒng)的太陽電池組件或方陣輸出的直流電壓都不太高，而且功率開關(guān)管的額定耐壓值也都比較低，因此逆變電壓也比較低，要得到220V或者380V的交流電，無論是推挽式還是全橋式的逆變電路，其輸出都必須加工頻升壓變壓器，由于工頻變壓器體積大、效率低、笨重，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都采用高頻開關(guān)技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高功率密度的多級逆變。這種逆變電路的前級升壓電路采用推挽逆變電路結(jié)構(gòu)，但工作頻率在20kHz以上，升壓變壓器采用高頻磁性材料作鐵芯，因而體積小、重量輕。低電壓直流電經(jīng)過高頻逆變后變成了高頻高壓交流電，又經(jīng)過高頻整流濾波電路后得到高壓直流電（一般均在300V以上），再通過工頻逆變電路實(shí)現(xiàn)逆變得到220V或者380V的交流電，整個(gè)系統(tǒng)的逆變效率可達(dá)到90%以上，目前大多數(shù)正弦波光伏逆變器都是采用這種三級電路結(jié)構(gòu)，如下圖所示(逆變器的三級電路結(jié)構(gòu)原理示意圖)。其具體工作過程是：首先將太陽電池方陣輸出的直流電（如24V、48V、110V、220V）通過高頻逆變電路逆變?yōu)椴ㄐ螢榉讲ǖ慕涣麟?，逆變頻率一般在幾千赫茲到幾十千赫茲，再通過高頻升壓變壓器整流濾波后變?yōu)楦邏褐绷麟?，然后?jīng)過第三級DC-AC逆變?yōu)樗枰?20V或380V工頻交流電。右圖是逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的轉(zhuǎn)換過程示意圖。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1/50s正弦交流波形。（4）不同波形單相逆變器優(yōu)缺點(diǎn)逆變器按照輸出電壓波形的不同，可分為方波逆變器、階梯波形逆變器和正弦波逆變器，其輸出波形如圖所示。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。下面介紹這3種不同輸出波形逆變器的優(yōu)缺點(diǎn)。①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(diǎn)是線路簡單（使用的功率開關(guān)管數(shù)量最少）、價(jià)格便宜、維修方便，其設(shè)計(jì)功率一般在數(shù)百瓦到幾千瓦之間。缺點(diǎn)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(fù)載如電動(dòng)機(jī)等用電器時(shí)將產(chǎn)生附加損耗，因此效率低，電磁干擾大。②階梯波逆變器階梯波逆變器也叫作修正波逆變器，階梯波比方波波形有明顯改善，波形類似于正弦波，波形中的高次諧波含量少，故可以帶包括感性負(fù)載在內(nèi)的各種負(fù)載。當(dāng)采用無變壓器輸出時(shí)，整機(jī)效率高。缺點(diǎn)是線路較為復(fù)雜。為把方波修正成階梯波，需要多個(gè)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(yán)重。階梯波形逆變器不能用于并網(wǎng)發(fā)電的場合。③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，適合于并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。這種逆變器的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形好、失真度低，干擾小、噪聲低，保護(hù)功能齊全，整機(jī)性能好，技術(shù)含量高。缺點(diǎn)是線路復(fù)雜、維修困難、價(jià)格較貴。高次諧波：對于任意一復(fù)合周期振動(dòng)函數(shù)f(t)按傅氏級數(shù)分解表示為：第一項(xiàng)稱均值或直流分量，第二項(xiàng)為基波或基本振動(dòng)，第三項(xiàng)稱二次諧波，依此類推或把二次諧波以后的統(tǒng)稱為高次諧波。根據(jù)傅里葉級數(shù)的原理，周期函數(shù)都可以展開為常數(shù)與一組具有共同周期的正弦函數(shù)和余弦函數(shù)之和。上式稱為f（t）的傅里葉級數(shù)。C1為基波幅值，cn為n次諧波的幅值。諧波的頻率必然也等于基波的頻率的整數(shù)倍，基波頻率3倍的波稱之為三次諧波，基波頻率5倍的波稱之為五次諧波，以此類推，不管幾次諧波都是正弦波。高于基波頻率的諧波稱為高次諧波，高次諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍?；蛘哒f頻率為基波頻率2倍以上的正弦波均為高次諧波。2.三相逆變器電路原理單項(xiàng)逆變器由于受到功率開關(guān)器件的容量、零線（中性線）電流、電網(wǎng)負(fù)載平衡要求和用電負(fù)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）三相電壓型逆變器電壓型逆變器就是逆變電路中的輸入直流能量由一個(gè)穩(wěn)定的電壓源提供，其特點(diǎn)是逆變器在脈寬調(diào)制時(shí)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(shí)際的負(fù)載阻抗。三相電壓型逆變器的基本電路如圖所示。組成：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(diǎn)的直流電源組成。圖中負(fù)載L和R表示三相負(fù)載的各路相電感和相電阻。功率開關(guān)器件VT1-VT6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(shí)，可以控制每個(gè)功率開關(guān)器件導(dǎo)通180°或120°（180度導(dǎo)通時(shí)縱向環(huán)流，就是一個(gè)橋臂的上下兩個(gè)開關(guān)器件之間換流，共三個(gè)橋臂，所以同一時(shí)刻會(huì)有三個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通。120度導(dǎo)通是橫向換流，就是逆變電路的橋臂的上半部分之間換流，下半部分進(jìn)行換流，所以同一時(shí)刻會(huì)有兩個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通），相鄰兩個(gè)開關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間互差60°。逆變器三個(gè)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，VT1-VT6以60°的相位差依次開通和關(guān)斷，在逆變器輸出端形成a、b、c三相電壓?？刂齐娐份敵龅拈_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）三相電流型逆變器電流型逆變器的直流輸入電源是一個(gè)恒定的直流電流源，需要調(diào)制的是電流，若一個(gè)矩形電流注入負(fù)載，電壓波形則是在負(fù)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。三相電流型逆變器的基本電路如圖所示。組成：6只功率開關(guān)器件和6只阻斷二極管以及直流恒流源、浪涌吸收電容等構(gòu)成，R為用電負(fù)載。特點(diǎn)：在直流電輸入側(cè)接有較大的濾波電感，當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)變化時(shí)，交流輸出電流的波形不變，即交流輸出電流波形與負(fù)載無關(guān)。與電壓型逆變器的區(qū)別：電壓型逆變器在每個(gè)功率開關(guān)元件上并聯(lián)了一個(gè)續(xù)流二極管（通常所說的“續(xù)流二極管”由于在電路中起到續(xù)流的作用而得名，一般選擇快速恢復(fù)二極管或者肖特基二極管來作為“續(xù)流二極管”，它在電路中一般用來保護(hù)元件不被感應(yīng)電壓擊穿或燒壞，以并聯(lián)的方式接到產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的元件兩端，并與其形成回路，使其產(chǎn)生的高電動(dòng)勢在回路以續(xù)電流方式消耗，從而起到保護(hù)電路中的元件不被損壞的作用），而電流型逆變器則是在每個(gè)功率開關(guān)元件上串聯(lián)了一個(gè)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上下一對的功率開關(guān)元件構(gòu)成，但開關(guān)動(dòng)作的方法與電壓型不同。由于在直流輸入側(cè)串聯(lián)了大電感L，使直流電流的波動(dòng)變化較小，當(dāng)功率開關(guān)器件開關(guān)動(dòng)作和切換時(shí)，都能保持電流的穩(wěn)定和連續(xù)。因此三個(gè)橋臂中上邊開關(guān)元件VT1、VT3、VT5中的一個(gè)和下邊開關(guān)元件VT2、VT4、VT6中的一個(gè)，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，為了防止連接感性負(fù)載時(shí)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(shí)現(xiàn)的。但是，僅用電流反饋，不能減少因開關(guān)動(dòng)作形成的逆變器輸入電壓的波動(dòng)而使電流隨著波動(dòng)，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，特別是在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，電流型逆變器有著獨(dú)特的優(yōu)勢。3.并網(wǎng)型逆變器的電路原理并網(wǎng)型逆變器是并網(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)電系統(tǒng)輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，還要對交流電的電壓、電流、波形、頻率、相位與同步等進(jìn)行控制，還要解決對電網(wǎng)的電磁干擾、自我保護(hù)、單獨(dú)運(yùn)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)型逆變器有更高的技術(shù)要求。并網(wǎng)光伏逆變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（1）并網(wǎng)逆變器的技術(shù)要求①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成分，高次諧波必須盡量減少，不能對電網(wǎng)造成諧波污染。②逆變器在負(fù)載和日照變化幅度較大的情況下均能高效運(yùn)行。光伏系統(tǒng)的能量來自太陽，而日照強(qiáng)度隨著氣候變化，所以工作時(shí)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(yùn)行。同時(shí)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(shí)的逆變效率要求達(dá)到85%-90%，大功率逆變器滿載時(shí)的逆變效率要求達(dá)到90%-95%。③逆變器能使光伏方陣始終工作中最大功率點(diǎn)狀態(tài)。太陽電池的輸出功率與日照、溫度、負(fù)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，而不論日照、溫度等如何變化，都能通過逆變器的自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)太陽電池方陣的最佳運(yùn)行。④具有較高的可靠性。許多光伏發(fā)電系統(tǒng)處在邊遠(yuǎn)地區(qū)和無人值守維護(hù)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(jì)，具備一定的抗干擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、瞬時(shí)過載保護(hù)能力以及各種保護(hù)功能，如輸入直流極性接反保護(hù)、交流輸出短路保護(hù)、過熱保護(hù)、過載保護(hù)等。⑤要求有較寬的直流電壓輸入適應(yīng)范圍。太陽電池方陣的輸出電壓會(huì)隨著負(fù)載和日照強(qiáng)度、氣候條件的變化而變化，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(dòng)，特別是不接蓄電池的光伏系統(tǒng)或蓄電池老化時(shí)的光伏系統(tǒng)，其端電壓的變化范圍很大。例如一個(gè)接12V蓄電池的光伏系統(tǒng)，它的端電壓會(huì)在11-17V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(shí)，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)既能獨(dú)立運(yùn)行，又能防止孤島效應(yīng)，能快速檢測并切斷向公用電網(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(dòng)恢復(fù)并網(wǎng)供電。（2）并網(wǎng)逆變器的電路原理太陽電池方陣在日照下發(fā)出的是直流電，必須轉(zhuǎn)變成交流電后才能并入電網(wǎng)，所以無論采用何種技術(shù)，逆變器的基本設(shè)計(jì)思想都很明確，其核心就是將直流電壓轉(zhuǎn)換成可并網(wǎng)的交流電壓。即在轉(zhuǎn)換的過程中，不斷地變換直流電的正、負(fù)極連接，從而形成方向變化的交流電。所以，逆變器的關(guān)鍵部件是開關(guān)橋，它的一側(cè)連接輸入直流電源，在另一側(cè)連接交流電網(wǎng)，在工作過程中，只有兩個(gè)相對的開關(guān)可以同時(shí)關(guān)閉。

如果將此開關(guān)橋的開關(guān)速度設(shè)置成與電網(wǎng)頻率相同，則在理論上可以將橋的輸出側(cè)與電網(wǎng)連接。但是，由于這樣輸出的電流是方波，且強(qiáng)度沒有變化，因此需要在輸出端另外安裝一個(gè)具有鐵芯的電感器，用以將輸出電流控制為正弦波形狀。橋的開和斷采取脈沖過程進(jìn)行，從而形成與脈沖相關(guān)的較小電流分量，用來對電感器的電流進(jìn)行控制。脈沖的頻率一般為20kHz，這樣就完全可以形成50Hz的交變電流。對于光伏逆變器來說，在輸入端還需要配有電容器，作用是儲(chǔ)存電能，確保來自發(fā)電側(cè)的電流持續(xù)供給開關(guān)橋，并通過與電網(wǎng)頻率同步變化的橋進(jìn)入電網(wǎng)。只有在輸入電容器的容量足夠大的情況下，才能保證光伏發(fā)電系統(tǒng)能持續(xù)、正常地向電網(wǎng)輸送電能。但在實(shí)際應(yīng)用中，輸入電壓的范圍有一點(diǎn)的局限性。對于并網(wǎng)發(fā)電應(yīng)用，其輸入電壓必須在任何時(shí)刻都高于電網(wǎng)的峰值電壓。當(dāng)電網(wǎng)電壓的有效值為250V時(shí)，達(dá)到正常并網(wǎng)要求的發(fā)電側(cè)的最低電壓應(yīng)為354V。與標(biāo)準(zhǔn)逆變器的基本設(shè)計(jì)不同，直接并網(wǎng)逆變器有很多方法來調(diào)整或提升輸入電壓范圍。常用的逆變器技術(shù)方案與結(jié)構(gòu)也各不相同，有的采用電子升壓變換器，也有的采用有整流器的高頻變換器來提升輸入端電壓值，或采用50Hz變換器來降低輸出端電壓值等。P171并網(wǎng)逆變控制原理并網(wǎng)逆變系統(tǒng)由并網(wǎng)逆變器T、交流電感L、功率管（T1-T4）、直流儲(chǔ)能電容C、微處理器控制系統(tǒng)及光伏方陣PV組成。并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)側(cè)電流正弦化控制過程：首先，直流給定電壓Ud*與反饋電壓Ud相比較得到誤差電壓信號△Ud，△Ud經(jīng)電壓調(diào)節(jié)后輸出電流i幅值指令I(lǐng)m*，其相位由與電網(wǎng)電壓同步的單位正弦波信號sinωt獲得，兩者相乘得正弦電流指令信號iN*，經(jīng)電流調(diào)節(jié)器控制后，由PWM模式發(fā)生器輸出控制信號，以強(qiáng)迫輸出電流跟蹤輸入電流，當(dāng)iN和UN反相時(shí)，電能將從光伏方陣向電網(wǎng)饋送。通常對于100kW以上的大、中型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，應(yīng)采用三相并網(wǎng)的方式。①三相并網(wǎng)逆變器電路原理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(zhǔn)，60Hz為美國和日本標(biāo)準(zhǔn)。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(zhǔn)正弦波，功率因數(shù)接近1.0。三相并網(wǎng)逆變器的電路原理圖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(shí)時(shí)檢測、電流相位反饋控制、光伏方陣最大功率跟蹤以及實(shí)時(shí)正弦波脈寬調(diào)制信號發(fā)生等內(nèi)容。具體工作過程：公用電網(wǎng)的電壓和相位通過霍爾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(yùn)算器運(yùn)算后送給PWM脈寬調(diào)制器，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(xiàng)主要工作是實(shí)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。這個(gè)占空比的調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)上就是調(diào)節(jié)回饋電壓大小，從而實(shí)現(xiàn)最大功率尋優(yōu)。當(dāng)U的幅值變化時(shí)，回饋電流和電網(wǎng)電壓之間的相位角Φ也將有一定的變化。因此自然實(shí)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單相逆變器電路原理單項(xiàng)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)逆變器電路原理圖如下，其逆變和控制過程與三相并網(wǎng)逆變器基本類似。③電網(wǎng)斷電時(shí)逆變器的單獨(dú)運(yùn)行方式P172工作原理：當(dāng)公用電網(wǎng)斷電時(shí)，電網(wǎng)側(cè)相當(dāng)于短路狀態(tài)，此時(shí)并網(wǎng)運(yùn)行的逆變器將由于過載而自動(dòng)保護(hù)。當(dāng)微處理器檢測過載時(shí)，除封鎖SPWM信號外，還將斷開繼電器RE，此時(shí)若光伏方陣有能量輸出，逆變器將在單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)行。單獨(dú)運(yùn)行時(shí)控制相對簡單，即為交流電壓的負(fù)反饋狀態(tài)，微處理器通過檢測逆變器輸出電壓并與參考電壓（通常為220V）比較，然后控制PWM輸出占空比，實(shí)現(xiàn)逆變和穩(wěn)壓運(yùn)行。當(dāng)然，單獨(dú)運(yùn)行的前提是光伏方陣在當(dāng)時(shí)能夠提供足夠的功率。若負(fù)載太大或日照條件較差，則逆變器無法輸出足夠的功率，光伏方陣的端電壓即會(huì)下降，從而使輸出交流電壓降低而進(jìn)入低壓保護(hù)狀態(tài)。當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí)，將自動(dòng)切換至回饋狀態(tài)。（3）并網(wǎng)逆變器單獨(dú)運(yùn)行的檢測與孤島效應(yīng)防治在太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電過程中，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，當(dāng)電力系統(tǒng)由于某種原因發(fā)生異常而停電時(shí)，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(huì)向電力輸電線路繼續(xù)供電，這種運(yùn)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(fù)載用電功率平衡時(shí)，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(huì)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)生故障或中斷停電，因而極易導(dǎo)致“孤島效應(yīng)”現(xiàn)象的發(fā)生?！肮聧u效應(yīng)”產(chǎn)生后的嚴(yán)重后果。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(huì)威脅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，造成觸電事故。不僅妨礙了停電故障的檢修和正常運(yùn)行的盡快恢復(fù)，而且有可能給配電系統(tǒng)及一些負(fù)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(shí)恢復(fù)，當(dāng)電力系統(tǒng)停電時(shí)，必須使太陽能光伏系統(tǒng)停止運(yùn)行或與電力系統(tǒng)自動(dòng)分離（此時(shí)太陽能光伏系統(tǒng)自動(dòng)切換成獨(dú)立供電系統(tǒng)，還將繼續(xù)運(yùn)行為一些應(yīng)急負(fù)載或必要負(fù)載供電）。在逆變器電路中，檢測出光伏系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)的功能稱為單獨(dú)運(yùn)行檢測。檢測出單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)，并使太陽能光伏系統(tǒng)停止運(yùn)行或與電力系統(tǒng)自動(dòng)分離的功能就叫單獨(dú)運(yùn)行停止或孤島效應(yīng)防治。單獨(dú)運(yùn)行檢測功能分為被動(dòng)式檢測和主動(dòng)式檢測兩種方式。a.被動(dòng)式檢測方式通過實(shí)時(shí)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(dú)運(yùn)行過渡時(shí)的電壓波動(dòng)、相位跳動(dòng)、頻率變化等參數(shù)變化，檢測出單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)的方法。被動(dòng)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。電壓相位跳躍檢測法的檢測原理圖檢測過程：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(shí)，則可判定為單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)使逆變器停止運(yùn)行或脫離電網(wǎng)運(yùn)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(yùn)行，逆變器不向負(fù)載提供無功功率，而由電力系統(tǒng)供給無功功率。但單獨(dú)運(yùn)行時(shí)電力系統(tǒng)無法供給無功功率，逆變器不得不向負(fù)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(dú)運(yùn)行狀態(tài)。b.主動(dòng)式檢測方式由逆變器的輸出端主動(dòng)向系統(tǒng)發(fā)出電壓、頻率或輸出功率等變化量的擾動(dòng)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(dú)運(yùn)行狀態(tài)。主動(dòng)式檢測方式有頻率偏移方式、有功功率變動(dòng)方式、無功功率變動(dòng)方式和負(fù)載變動(dòng)方式等。較常用的是頻率偏移方式。頻率偏移方式

工作原理圖該方式是根據(jù)單獨(dú)運(yùn)行中的負(fù)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)是否跟隨其變化來判斷光伏發(fā)電系統(tǒng)是否處于單獨(dú)運(yùn)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(dòng)，在與系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)，此頻率的波動(dòng)會(huì)被系統(tǒng)吸收，所以系統(tǒng)的頻率不會(huì)改變，當(dāng)系統(tǒng)處于單獨(dú)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，此頻率的波動(dòng)會(huì)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(dú)運(yùn)行。一般當(dāng)頻率波動(dòng)持續(xù)0.5s以上時(shí)，則逆變器會(huì)停止運(yùn)行或與電力電網(wǎng)脫離。7.5.4光伏逆變器的性能與選用1.光伏逆變器的主要性能特點(diǎn)（1）離網(wǎng)逆變器主要性能特點(diǎn)①采用16位單片機(jī)或32位DSP微處理器進(jìn)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(yùn)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(shí)，波形失真度一般小于5%。⑤穩(wěn)壓精度高，額定負(fù)載狀態(tài)下，輸出精度一般不大于±3%。⑥具有緩啟動(dòng)功能，避免對蓄電池和負(fù)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(zhǔn)的RS232/485通信接口，便于遠(yuǎn)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-20~50℃。⑩具有輸入接反保護(hù)、輸入欠壓保護(hù)、輸入過壓保護(hù)、輸出過壓保護(hù)、輸出過載保護(hù)、輸出短路保護(hù)、過熱保護(hù)等多種保護(hù)功能。（2）并網(wǎng)逆變器主要性能特點(diǎn)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(shí)現(xiàn)太陽能電池最大功率跟蹤，最大限度的提高系統(tǒng)的發(fā)電量。③液晶顯示各種運(yùn)行參數(shù)，人性化界面，可通過按鍵靈活設(shè)置各種運(yùn)行參數(shù)。④設(shè)置有多種通信接口可供選擇，可方便地實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控（上位機(jī)是指：人可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)，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(hù)電路，系統(tǒng)可靠性高。⑥具有較寬的直流電壓輸入范圍。⑦可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)逆變器并聯(lián)組合運(yùn)行，簡化光伏電站設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)能夠平滑擴(kuò)容。⑧具有電網(wǎng)保護(hù)裝置，具有防孤島效應(yīng)保護(hù)功能。⑨并網(wǎng)逆變器利用電網(wǎng)本身可吸收巨大能量的功能，使并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)無需增設(shè)蓄電池，節(jié)省系統(tǒng)投資，減少系統(tǒng)維護(hù)。2.光伏逆變器的選用光伏逆變器是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要部件和重要組成部分，為了保證太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對逆變器的正確配置選型顯得尤為重要。逆變器的配置選型除了要根據(jù)整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)并參考生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品樣本手冊來確定外，一般還要重點(diǎn)考慮下列幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。（1）額定輸出容量額定輸出容量表示逆變器向負(fù)載供電的能力。額定輸出容量高的逆變器可以帶更多的用電負(fù)載。選用逆變器時(shí)應(yīng)首先考慮具有足夠的額定容量，以滿足最大負(fù)荷下設(shè)備對電功率的要求，以及系統(tǒng)的擴(kuò)容及一些臨時(shí)負(fù)載的接入。當(dāng)用電設(shè)備以純電阻性負(fù)載為主或功率因數(shù)大于0.9時(shí)，一般選取逆變器的額定容量為用電設(shè)備功率的1.10~1.15倍即可。在逆變器以多個(gè)設(shè)備為負(fù)載時(shí)，逆變器容量的選取要考慮幾個(gè)用電設(shè)備同時(shí)工作的可能性，即負(fù)載同時(shí)系數(shù)。但當(dāng)逆變器的負(fù)載不是純阻性時(shí)，也就是輸出功率因數(shù)小于1時(shí)，逆變器的負(fù)載能力將小于所給出的額定輸出功率值。（2）輸出電壓的調(diào)整性能輸出電壓的調(diào)整性能表示逆變器輸出電壓的穩(wěn)壓能力。一般逆變器給出電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率。電壓調(diào)整率：逆變器的輸入直流電壓在允許波動(dòng)范圍內(nèi)該逆變器輸出電壓的偏差應(yīng)不大于3%。負(fù)載調(diào)整率：高性能的逆變器應(yīng)同時(shí)給出當(dāng)負(fù)載由0向100%變化時(shí)，該逆變器輸出電壓的偏差應(yīng)不大于6%。離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)是以蓄電池為儲(chǔ)能設(shè)備的。而蓄電池的電壓與使用情況有關(guān)，當(dāng)標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池處于浮充電狀態(tài)時(shí)，端電壓可達(dá)13.5V，短時(shí)間過充電狀態(tài)可達(dá)15V；蓄電池帶負(fù)荷放電終了時(shí)端電壓可降至10.5V或更低。蓄電池端電壓的變化可達(dá)標(biāo)稱電壓的30%左右。因此為了保證光伏發(fā)電系統(tǒng)以穩(wěn)定的交流電壓供電，必須要求逆變器具有很好的調(diào)壓功能。（3）整機(jī)效率整機(jī)效率表示逆變器自身功率損耗的大小。容量較大的逆變器還要給出滿負(fù)荷工作和低負(fù)荷工作下的效率值。一般千瓦級以下的逆變器的效率應(yīng)為80%-85%；10kW級的效率應(yīng)為85%-90%；更大功率的效率必須在90%-95%以上。逆變器的效率高低對光伏發(fā)電系統(tǒng)提高有效發(fā)電量和降低發(fā)電成本有重要影響。光伏發(fā)電系統(tǒng)專用逆變器在設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意減少自身功率損耗，提高整機(jī)效率。這是因?yàn)?0kW級的通用型逆變器實(shí)際效率只有70%-80%，將其用于光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)將帶來總發(fā)電量20%-30%的電能損耗。所以，當(dāng)用戶系統(tǒng)不用電時(shí)，應(yīng)當(dāng)將逆變器關(guān)斷以減少不用電時(shí)的損耗。（4）保護(hù)功能逆變器對外電路的過電電流及短路現(xiàn)象最為敏感。因此，過電壓、過電流及短路自動(dòng)保護(hù)是保證逆變器安全運(yùn)行的最基本措施，功能完善的正弦波逆變器不但具有當(dāng)溫升超過規(guī)定的最高限度時(shí)的過熱保護(hù)功能，而且還應(yīng)有斷路、缺相保護(hù)等功能。（5）啟動(dòng)性能逆變器應(yīng)保持在額定負(fù)載下可靠啟動(dòng)。高性能的逆變器可以做到連續(xù)多次滿負(fù)荷啟動(dòng)而不損壞功率開關(guān)器件及其他電路。小型逆變器為了自身安全，有時(shí)采用軟啟動(dòng)或限流啟動(dòng)措施或電路。以上幾條是逆變器設(shè)計(jì)和選購的主要依據(jù)，也是評價(jià)逆變器技術(shù)性能的重要指標(biāo)。3光伏逆變器產(chǎn)品介紹購買逆變器時(shí)要求對產(chǎn)品型號、額定直流電壓、額定功率、性能特點(diǎn)等都知道其含義，特別要與整個(gè)太陽能光伏系統(tǒng)匹配。（1）SQ系列太陽能逆變器SQ系列產(chǎn)品是光伏發(fā)電控制、逆變一體機(jī)，將太陽能控制器和逆變器合二為一。① 控制逆變器型號說明代表型號：SQ24500SQ代表控制逆變器；24代表額定直流電壓；500代表額定功率500V?A②性能特點(diǎn)a． 采用高性能微處理器，具有高可靠性、高效率、體積小、攜帶方便等特點(diǎn)。b． 具備各種保護(hù)功能c． 太陽能充電采用PWM控制模式，大大提高了充電效率。d.數(shù)碼或液晶顯示各種運(yùn)行參數(shù)，配合觸摸按鍵和指示燈可靈活設(shè)置定值參數(shù)。e.獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式更加節(jié)約能源f.數(shù)據(jù)通訊