光伏逆变器的结构原理及其分类

路（如保护、测量和监控等）。其逆变过程为：光伏阵列或蓄电池输出的直流电进人逆变器直流母线，经开关电路（如桥式电路）将直流电变成正反方向输出的、脉宽为正弦调制的交流脉冲波，此脉宽调制的交流电压经滤波电路变成正弦交流电压输出，如需要升压则外接升压变压器，再经输电线路将交流电力送往负载。PWM调制输出信号频率称作逆变器的调制频率或开关频率，它一般是逆变器输出交流基波频率的十几倍、几十倍到上百倍。典型的逆变器交流输出频率为50Hz，逆变器开关频率可以儿百到儿十千赫。PWM调制的开关频率愈高，则逆变器输出波形谐波愈小，但开关过程带来的功率损耗则愈大，要权衡选取开关管PWM调制的开关频率。

　　逆变器输出所接的滤波器通常为低通滤波器，由电感器和电容器构成T型低通滤波形式。滤波器的设计要考虑滤波能力也要考虑可能带来的电磁谐振。逆变器按输出类型，又分为电压型逆变器和电流型逆变器。

　　4.变颇器

　　变频器是由三相整流器、电压源的无源逆变器和控制器构成，由于光伏发电系统所发电力为直流的特殊性，光伏变频器不需要三相整流器，而直接将变频器的直流母线接到光伏发电系统的直流母线上。鉴于光伏电力受光照的自然环境影响较大，直流母线一般要加蓄电池来稳定变频器的运行;在变频器控制端子要加弱电控制信号，不停地调节变频器的设定频率，改变变频器输出功率，以达到与光伏阵列最大功率点跟踪的目的。变频器作为可调节性负载要与光伏阵列的MPPT联合控制，在光伏发电系统中，电动机类动力性负荷尽量配合使用变频器，以减少电动机启动电流的冲击，并可以灵活调节电动机负荷。

　　逆变器作为光伏发电的重要组成部分，主要的作用是将光伏组件发出的直流电转变成交流电。目前，市面上常见的逆变器主要分为集中式逆变器与组串式逆变器，还有新潮的集散式逆变器。

　　1、集中式逆变器

　　集中式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电汇总转变为交流电后进行升压、并网。因此，逆变器的功率都相对较大。光伏电站中一般采用500kW以上的集中式逆变器。

　　集中式逆变器的优点如下：

　　（1）功率大，数量少，便于管理；元器件少，稳定性好，便于维护；

　　（2）谐波含量少，电能质量高；保护功能齐全，安全性高；

　　（3）有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。

　　集中式逆变器存在如下问题：

　　（1）集中式逆变器MPPT电压范围较窄，不能监控到每一路组件的运行情况，因此不可能使每一路组件都处于最佳工作点，组件配置不灵活；

　　（2）集中式逆变器占地面积大，需要专用的机房，安装不灵活；

　　（3）自身耗电以及机房通风散热耗电量大。

　　2、组串式逆变器

　　组串式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电直接转变为交流电汇总后升压、并网。因此，逆变器的功率都相对较小。光伏电站中一般采用50kW以下的组串式逆变器。

　　组串式逆变器优点：

　　（1）不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量；

　　（2）MPPT电压范围宽，组件配置更加灵活；在阴雨天，雾气多的部区，发电时间长；

　　（3）体积较小，占地面积小，无需专用机房，安装灵活；

　　（4）自耗电低、故障影响小。

　　组串式逆变器存在问题：

　　（1）功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区；元器件较多，集成在一起，稳定性稍差；

　　（2）户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化；

　　（3）逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大；

　　（4）不带隔离变压器设计，电气安全性稍差，不适合薄膜组件负极接地系统。

　　3、集散式逆变器

　　集散式逆变器是近两年来新提出的一种逆变器形式，其主要特点是"集中逆变"和"分散MPPT跟踪"。集散式逆变器是聚集了集中式逆变器和组串式逆变器两种逆变器优点的产物，达到了"集中式逆变器的低成本，组串式逆变器的高发电量"。

　　集散式逆变器优点：

　　（1）与集中式对比，"分散MPPT跟踪"减小了失配的几率，提升了发电量；

　　（2）与集中式及组串式对比，集散式逆变器具有升压功能，降低了线损；

　　（3）与组串式对比，"集中逆变"在建设成本方面更具优势。

　　集散式逆变器问题；

　　（1）工程经验少。较前两类而言，尚属新形式，在工程项目方面的应用相对较少；

　　（2）安全性、稳定性以及高发电量等特性还需要经历工程项目的检验；

　　（3）因为采用"集中逆变"，因此，占地面积大，需专用机房的缺点也存在于集散式逆变器中。