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光伏逆變器

2015-12-04 10:46:44 點擊:2712

光伏逆變器是一種由半導體器件組成的電力調整裝置,主要用于把光伏發出的直流電轉換成交流電,一般由升壓回路和逆變橋式回路構成。升壓回路把直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的電壓,逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓轉換成工頻交流電壓。逆變器主要由晶體管等開關元件構成,通過有規則地讓開關元件重復開閉,使直流輸入變成交流輸出。這種單純地由開關回路產生的逆變器輸出波形并不實用,需要通過采用正弦脈寬調制技術(SPWM),使靠近正弦波兩端的電壓寬度變窄,正弦波中央的電壓寬度變寬,并在半周期內始終讓開關元件按一定頻率朝同一方向動作,形成一個脈沖序列(擬正弦波),然后通過簡單的濾波器形成正弦波。
逆變器一般包括三部分:逆變部分、控制部分和保護部分。逆變部分的功能是采用功率開關器件實現DC/AC逆變。為提高直流側的電壓范圍,逆變器可采用多級逆變結構;控制部分的功能是控制整個逆變器工作;保護部分的功能是在逆變器內部發生故障時起安全保護作用。
光伏并網發電系統中,逆變器作為太陽能光伏陣列和電網的連接部分,在不同的應用場合,根據太陽能光伏陣列的輸出電流、功率和并網需求,可以采用不同的連接方式。
(1)集中逆變器。
多組串聯的光伏組件并聯后接在逆變器的直流輸入側,再通過逆變器變換為交流電并人單相或三相電網。由于只有一個逆變器,系統設計成本低,但光伏組件的輸出不平衡使系統損耗較多,且單逆變器結構使系統可靠性下降。目前主要應用于大規模的光伏電站。
(2)組串逆變器。
光伏組件被連接成為幾個相互平行的組串,每個組串都單獨連接一臺逆變器,故稱為“組串逆變器”。各光伏組串之間沒有在直流側進行并接,而是在交流側與電網并接。每個組串逆變器均具有獨立的最大功率跟蹤單元,從而減少了光伏組件最佳工作點與逆變器不匹配的現象和部分陰影帶來的損耗,增加了發電量。該類逆變器主要應用于大中型光伏電站、較大型用戶屋頂光伏并網電系統和城市分布式光伏發電系統。
(3)組件逆變器(AC光伏模塊)。
每個組件連接一臺逆變器,交流側并人低壓電網,并對各個組件實現最大功率跟蹤控制,增加了逆變器對組件的匹配性,同時模塊化結構也增加了系統的可擴展性,但過多的逆變器使得系統整體效率降低。組件逆變器主要應用于小型光伏發電。
逆變器不僅具有交直流變換功能,還具有最大限度地發揮太陽能電池性能和系統故障保護功能,主要包括最大功率跟蹤控制、防孤島保護和低電壓穿越等。

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