浅谈光伏逆变器

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1、浅谈关于光伏逆变器1、引言：随着我国工业化水平的不断提高，我们対能源的需求越來越多，传统的化石能源已经不能满足要求，尤其是燃烧化石能源会给环境带来巨大的污染，不断笼罩我们的雾霾给人家敲响了警钟，寻找优质的替代能源成为人们关注的热点。在可再生资源屮，太阳能光伏发电是其屮最有利用价值的能源z—,它的开发成本比水电低，对电网的冲击比风电小，没有噪音。我国的太阳能资源非常丰富，在我国发展太阳能潜力巨大。伴随科技的发展，大型并网光伏发电系统已取代小功率离网发电系统成为主流。在光伏发电系统中逆变器起着承前启后的关键作用，卜•面我

2、们就讨论一下逆变器的工作原理和儿个参数概念的理解。2、逆变器的基本原理：我们把交流电经二极管整流变为直流电的过程称为整流，把直流电变为交流电的过程是一个逆向的整流过程，称为逆变，它的简单原理如下图，开关SI,、S4闭合，同吋S2、S3打开，负载获得的电压为正。则当S2、S3闭合，同时SI、S4打开时，负载获得电压为负。和VT3截至；令VT1和VT4的控制电压UG1和UG4为正值，使VT1和VT4导通。贝lj在此时I'可段内VT1和VT4导通后，电流的流通路径为：E+->VTlf负载->VT4->E-O如果忽略VT1和

3、VT4导通后的压降，则负载电压为E。随后控制电压为负，四个功率开关器件均截止。然后令VT1和VT4的控制电压UG1和UG4为负值，使VT1和VT4截至；令VT2和VT3的控制电压UG2和UG3为正值，使VT2和VT3导通。则在此时间段内VT2和VT3导通后，电流的流通路径为：E+-VT3-负载fVT2〜E-。如來忽略VT2和VT3导通后的压降，则负载电压为-E,随后控制电压为负，四个功率开关器件均截止。若电路按上述方式周而复始地工作，则在负载两端获得交变电压，从而实现直流变交流的FI的。如图所示，图中四个二极管VD1

4、-VD4是电路的必备原件，通常情况下逆变器所带负荷为感性。使VT1和VT4关断时，由VD2和VD3为其感性负载中的电感锁储存能量释放I叫电源E提供通路。同理，在VT2和VT3关断时，VD1和VD2也起同样的作用。如果电路中不接入二极管，则在功率开关器件关断瞬间，会因电感的作用使其两端呈现极高的电压尖峰，严重时导致功率开关器件击穿损坏。光伏发电系统的容量比较大时，需要采用三相逆变电路。三相逆变电路可用三个单相逆变器纽成，逆变器的触发脉冲相差120°（超前或滞后），以便获得平衡的输岀。3、关于逆变器的转换效率上面我们讨论

5、了逆变器如何将直流电转变为交流电，那么它的转换能力怎样衡量呢，我们就要引入逆变器转换效率这个概念。逆变器的转换效率指逆变器将太阳能面板发出的电能转换成电力的效率。逆变器发挥着将太阳能面板发出的直流电转换成交流电，并将这些交流电输送至电力公司电网的作川。逆变器的转换效率髙，则供自家使用及岀售电力的能力就高，盈利能力也就高。实际上逆变器的转换效率是指逆变器将输入的直流功率转换为交流功率的比值。即逆变器接受多大输入直流功率通过内部的逆变，再经过部分滤波输出到电网的交流功率Z间的一个比值。然而逆变器的这种转换效率永远都小于1

6、,也就说明逆变器内部的逆变电路以及相关器件都有一定的损耗，需要消耗部分能量，所以输出功率都会比输入功率要小。整机转换效率数学表达公式：逆变器转换效率=逆变器输出功率/逆变器肓流输入功率x100%o我们在测试逆变器的转换效率时，盂要综合考虑，并不仅仅是测试逆变器的最大效率。对于逆变器的每个负载都会测试，得到逆变器的整个负载的效率曲线。因为逆变器在实际环境中应用时，不可能完全处在最大效率点运行，也不会完全处在满载下运行。在60%载的负载卜-运行的时间较多，所以逆变器的最大效率会处于60%左右负载。同时我们还会测试逆变器的

7、欧洲效率以及徳国最具权威的测试机构photon公司的photon效率。这些效率的计算是综合考虑了当地天气而得出的计算公式。比如欧洲效率计算公式为:n=0.03*i]5%+0.06*n10%+0.13*1]2O%+0.10*n30%+0.48*i]50%+0.2*n100%o上述式子确定不同百分百的逆变器额定交流功率所占权重。例如0.10530%表示太阳能电池的最大输出功率为逆变器额定输出的30%是逆变器的转换效率，而系数0.10表示一年时间约有10%的吋间逆变器在此功率下运行。釆用效率加权法模拟太阳能逆变器口然条件下

8、一年中运行吋效能较真实的反映逆变器的效率。可见我们选择逆变器功率时并不是越大效率越高。4光伏发电的最大功率点跟踪技术（MPPT）从上而的公式可以看出太阳能电池的最大输出功率与逆变器的额定功率越接近100%时，逆变器的转换效率越高，那么如何使光伏电池运行在最人功率输出点与逆变器额定功率接近呢，我们接着讨论逆变器的最大功率跟踪（MPPT）技术。光伏