什么是光伏逆變器

逆變器又稱電源調(diào)整器，根據(jù)逆變器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的用途可分為獨(dú)立型電源用和并網(wǎng)用二種。根據(jù)波形調(diào)制方式又可分為方波逆變器、階梯波逆變器、正弦波逆變器和組合式三相逆變器。對(duì)于用于并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器，根據(jù)有無(wú)變壓器又可分為變壓器型逆變器和無(wú)變變壓器型逆變器。

結(jié)構(gòu)原理

逆變器是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于把直流電力

轉(zhuǎn)換成交流電力。一般由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成。升壓回路把太陽(yáng)電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓；逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓等價(jià)地轉(zhuǎn)換成常用頻率的交流電壓。逆變器主要由晶體管等開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，通過(guò)有規(guī)則地讓開(kāi)關(guān)元件重復(fù)開(kāi)-關(guān)（ON-OFF），使直流輸入變成交流輸出。當(dāng)然，這樣單純地由開(kāi)和關(guān)回路產(chǎn)生的逆變器輸出波形并不實(shí)用。一般需要采用高頻脈寬調(diào)制（SPWM），使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹，正弦波中央的電壓寬度變寬，并在半周期內(nèi)始終讓開(kāi)關(guān)元件按一定頻率朝一方向動(dòng)作，這樣形成一個(gè)脈沖波列（擬正弦波）。然后讓脈沖波通過(guò)簡(jiǎn)單的濾波器形成正弦波。

元器件的構(gòu)成：

1、電流傳感器

光伏逆變器一般采用霍爾電流傳感器來(lái)進(jìn)行電流采樣，從小功率到大功率所采用的電流傳感器形式不一，列舉一些例子如下：

500KW逆變器中JCE1005-FS電流傳感器外形圖

500KW逆變器中JCE1005-FS電流傳感器外形圖

100KW：檢測(cè)電流是300A左右，一般都會(huì)采用JCE308-TS7電流傳感器

250KW：檢測(cè)電流是500A左右，一般都會(huì)采用JCE508-TS6電流傳感器

500KW：檢測(cè)電流是1000A左右，一般會(huì)采用JCE1005-FS電流傳感器

1MW：檢測(cè)電流是2000A左右，一般會(huì)采用JCE2005-FS電流傳感器

對(duì)于電流傳感器要求精度高、響應(yīng)時(shí)間快，而且耐低溫、高溫等環(huán)境要求，目前國(guó)內(nèi)很多廠家都用開(kāi)環(huán)電流傳感器來(lái)取代閉環(huán)電流傳感器，如：JCE1000-AXS、JCE1500-AXS、JCE2000-AXS等

2、電流互感器

一般采用BRS系列電流互感器，從幾百到幾千A不等，輸出信號(hào)一般采用0-5A為標(biāo)準(zhǔn)

3、電抗器

功能

逆變器不僅具有直交流變換功能，還具有最大限度地發(fā)揮太陽(yáng)電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護(hù)功能。歸納起來(lái)有自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨(dú)運(yùn)行功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、自動(dòng)電壓調(diào)整功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流檢測(cè)功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流接地檢測(cè)功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）。這里簡(jiǎn)單介紹自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能及最大功率跟蹤控制功能。

1、自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能

早晨日出后，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，太陽(yáng)電池的輸出也隨之增大，當(dāng)達(dá)到逆變器工作所需的輸出功率后，逆變器即自動(dòng)開(kāi)始運(yùn)行。進(jìn)入運(yùn)行后，逆變器便時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)視太陽(yáng)電池組件的輸出，只要太陽(yáng)電池組件的輸出功率大于逆變器工作所需的輸出功率，逆變器就持續(xù)運(yùn)行；直到日落停機(jī)，即使陰雨天逆變器也能運(yùn)行。當(dāng)太陽(yáng)電池組件輸出變小，逆變器輸出接近0時(shí)，逆變器便形成待機(jī)狀態(tài)。

2、最大功率跟蹤控制功能

太陽(yáng)電池組件的輸出是隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和太陽(yáng)電池組件自身溫度（芯片溫度）而變化的。另外由于太陽(yáng)電池組件具有電壓隨電流增大而下降的特性，因此存在能獲取最大功率的最佳工作點(diǎn)。太陽(yáng)輻射強(qiáng)度是變化著的，顯然最佳工作點(diǎn)也是在變化的。相對(duì)于這些變化，始終讓太陽(yáng)電池組件的工作點(diǎn)處于最大功率點(diǎn)，系統(tǒng)始終從太陽(yáng)電池組件獲取最大功率輸出，這種控制就是最大功率跟蹤控制。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)用的逆變器的最大特點(diǎn)就是包括了最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）這一功能。

選購(gòu)要素

節(jié)能環(huán)保是大家共同關(guān)注的焦點(diǎn),光伏產(chǎn)業(yè)從歐洲,澳洲,到現(xiàn)在的中國(guó)已經(jīng)成了熱門行業(yè),短短幾年內(nèi)國(guó)內(nèi)光伏逆變器生產(chǎn)廠家如春筍般的誕生,不過(guò)如何選擇太陽(yáng)能逆變器這個(gè)還是有一定的標(biāo)準(zhǔn)。

逆變器是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，所以對(duì)逆變器有較高的要求，在選用逆變器時(shí)應(yīng)要注意其技術(shù)規(guī)格是否滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。一般重點(diǎn)考慮下列幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

選購(gòu)步驟及方法

1、功率

一般根據(jù)系統(tǒng)的要求配置對(duì)應(yīng)功率段的逆變器，選型的逆變器的功率應(yīng)該與太陽(yáng)能電池方陣的最大功率匹配，一般選取光伏逆變器的額定輸出功率與輸入總功率相近左右，這樣可以節(jié)約成本。

2、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

1）、選擇合適的輸入輸出電壓范圍，確保產(chǎn)品的最優(yōu)組合。

2）、逆變器的歐洲效率：它的高低將直接影響到光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本與發(fā)電效率。

3）、太陽(yáng)電池方陣最大功率跟蹤功能（MPPT）及其效率。

4）、應(yīng)注意所選用的逆變器應(yīng)有基本的保護(hù)功能，如過(guò)流/短路保護(hù)、過(guò)功率保護(hù)，過(guò)溫保護(hù)，防雷保護(hù)、孤島保護(hù)等功能。

5）、逆變器輸出電流波形畸變率（THD%）要低于4%。

3、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

作為光伏電站的核心設(shè)備，為保證電站的穩(wěn)定、可靠、持續(xù)運(yùn)行，并網(wǎng)逆變器必須有很高的可靠性。它應(yīng)具有銷售目的地的安規(guī)認(rèn)證，電磁兼容認(rèn)證，及各國(guó)并網(wǎng)認(rèn)證：（以歐洲為例）

安規(guī)：EN62109-1，EN62109-2

電磁兼容:EN61000-6-1,EN61000-6-2,EN61000-6-3,EN61000-6-4

并網(wǎng)認(rèn)證:VDE0126-1-1(德國(guó))

4、品牌與服務(wù)

建議購(gòu)買目前市場(chǎng)上口碑不錯(cuò)的品牌，因?yàn)橐话闫放菩蜗蠛玫墓?，通常?huì)在技術(shù)，以及維修服務(wù)上有較大的投資，能滿足對(duì)客戶的承諾。

工作環(huán)境

1.光伏逆變器要求具有較高的效率。由于2011年太陽(yáng)電池的價(jià)格偏高，為了最大限度地利用太陽(yáng)電池，提高系統(tǒng)效率，必須設(shè)法提高逆變器的效率。

2.光伏逆變器要求具有較高的可靠性。2012年光伏發(fā)電系統(tǒng)主要用于邊遠(yuǎn)地區(qū)，許多電站無(wú)人值守和維護(hù)，這就要求逆變器具有合理的電路結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格的元器件篩選，并要求逆變器具備各種保護(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(guò)熱、過(guò)載保護(hù)等。

3.光伏逆變器要求直流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍，由于太陽(yáng)電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度而變化，蓄電池雖然對(duì)太陽(yáng)電池的電壓具有重要作用，但由于蓄電池的電壓隨蓄電池剩余容量和內(nèi)阻的變化而波動(dòng)，特別是當(dāng)蓄電池老化時(shí)其端電壓的變化范圍很大，如12V蓄電池，其端電壓可在10V～16V之間變化，這就要求逆變器必須在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)保證正常工作，并保證交流輸出電壓的穩(wěn)定。

4.光伏逆變器在中、大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變電源的輸出應(yīng)為失真度較小的正弦波。這是由于在中、大容量系統(tǒng)中，若采用方波供電，則輸出將含有較多的諧波分量，高次諧波將產(chǎn)生附加損耗，許多光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)載為通信或儀表設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)電網(wǎng)品質(zhì)有較高的要求，當(dāng)中、大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，為避免與公共電網(wǎng)的電力污染，也要求逆變器輸出正弦波電流。