光伏逆变器的简介.doc

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1、光伏逆变器的简介光科1103班摘要：本文简单介绍了太阳能发电系统结构，叙述了光伏逆变器在光伏发电系统中的重要作用。具体介绍光伏逆变器的分类和工作原理。介绍和比较了单相电压型逆变器几种逆变主电路的电路拓扑结构的优缺点，逆变电路开关器件的选择和吸收保护原理。最后列举了光伏逆变器的主要性能指标。关键词：光伏发电系统光伏逆变器单相电压型逆变器拓扑结构性能指标一、太阳能发电系统简介21世纪，人类将面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在环境污染和资源短缺的双重制约下，能源问题更加突出，而太阳能具有储量大、普遍存在、利用经济、清洁环保等优点，因此太阳能的利用越来越受到人们的广泛

2、重视，成为理想的替代能源。目前太阳能发电系统主要有独立系统和并网系统两大类，其构成分别如图1和图2图1独立型光伏发电系统图2并网型光伏发电系统由图可见，无论是哪种发电系统，逆变器都是太阳能光伏发电系统中除了太阳能电池组件以外的最为重要的部分，是太阳能光伏发电的关键装置，因此对它的研究和开发是太阳能应用推广的必然要求，并存在着巨大的市场前景。太阳能光伏发电系统用逆变器直接决定了太阳能光伏发电系统的利用效率、系统可靠性、以及适用负载范围等性能。二、逆变器的作用太阳能光伏发电受日射强度、日射量、日照时间、日射变化以及输出电压等级的限制，并且其输出为直流电，无蓄电功能，不能直接

3、给大部分负载提供电能，因此需要增加逆变器，将直流电变换成稳定可靠、电品质优越的AC220／50Hz交流电供给负载应用。逆变器不仅具有直交流变换功能，还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能（并网系统用）、自动电压调整功能（并网系统用）、直流检测功能（并网系统用）、直流接地检测功能（并网系统用）。这里简单介绍自动运行和停机功能及最大功率跟踪控制功能。1、自动运行和停机功能早晨日出后，太阳辐射强度逐渐增强，太阳电池的输出也随之增大，当达到逆变器工作所需的输出功率后，逆变器即自动开始运行。进入

4、运行后，逆变器便时时刻刻监视太阳电池组件的输出，只要太阳电池组件的输出功率大于逆变器工作所需的输出功率，逆变器就持续运行；直到日落停机，即使阴雨天逆变器也能运行。当太阳电池组件输出变小，逆变器输出接近0时，逆变器便形成待机状态。2、最大功率跟踪控制功能太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温度（芯片温度）而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随电流增大而下降的特性，因此存在能获取最大功率的最佳工作点。太阳辐射强度是变化着的，显然最佳工作点也是在变化的。相对于这些变化，始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率点，系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出，这种控制

5、就是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点就是包括了最大功率点跟踪（MPPT）这一功能。三、逆变器的分类有关逆变器分类的方法很多，例如：根据逆变器输出交流电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器；根据逆变器使用的半导体器件类型不同，又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等。根据逆变器线路原理的不同，还可分为自激振荡型逆变器、阶梯波叠加型逆变器和脉宽调制型逆变器等。根据应用在并网系统还是离网系统中又可以分为并网逆变器和离网逆变器。为了便于光电用户选用逆变器，这里仅以逆变器适用场合的不同进行分类。1、集中性逆变器。集中逆变技术是若干个并行的光伏

6、组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相的IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP转换控制器来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流，一般用于大型光伏发电站(>10kW)的系统中。最大特点是系统的功率高，成本低，但由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配(特别是光伏组串因多云、树荫、污渍等原因被部分遮挡时)，采用集中逆变的方式会导致逆变过程的效率降低和电户能的下降。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的

7、高效率。2、组串性逆变器组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串(1-5kw)通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网，已成为现在国际市场上最流行的逆变器。许多大型光伏电厂使用组串逆变器。优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量。技术上的这些优势不仅降低了系统成本，也增加了系统的可靠性。同时，在组串间引人"主-从"的概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。3、微型逆