光伏逆变器的功能与分类

2018-4-7

通常来说将交流电能转化为直流电能的过程称为整流，把整流功能的电路称为整流电路，把实际整流过程的装置称为整流设备或整流器，与之对应的将直流转换为交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实际逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。光伏逆变器将光伏组件所发出的直流电转变成正弦波电流，接入负载或者并入到电网中，是光伏系统中核心器件。

光伏逆变器的种类与主要功能

光伏逆变器按用途分为并网逆变器，离网逆变器，微网储能逆变器三大类，并网逆变器按照功率和用途可分为微型逆变器、组串式逆变器、集中式逆变器、集散式逆变器四大类，微型逆变器，又称组件逆变器，功率等级为180W到1000W，适用于小型发电系统;组串型逆变器，功率在1kW到5kW的单相逆变器，适用于户用发电系统，并网电压为220V,5kW到70kW三相逆变器，适用于工商业发电系统,并网电压为三相380V。

并网逆变器

并网逆变器是连接光伏阵列和电网的关键部件，除了把组件发出来的直流电变成电网能接收的交流电外，还有以下特殊功能：

最大功率追踪MPPT功能

当日照强度和环境温度变化时，光伏组件输入功率呈现非线性变化，如图所示，从图上看出：光伏组件既不是恒压源，也不是恒流源，它的功率随着输出电压改变而改变，和负载没有关系。它的输出电流随着电压升高一开始是一条水平线，到达一定功率时，随着电压升高而降低，当到达组件开路电压时，电流下降到零。

光伏组件的输出功率受日照强度、环境温度等因素的影响。当光照强度减小时，光伏组件的开路电压降低，短路电流减小，最大输出功率减小;当光伏组件温度下降时，组件的短路电流减小，但组件的开路电压升高，最大输出功率增加;在组件温度和日照强度一定的情况下，同一块组件只有唯一的最大功率输出点，MPPT功能就是最大功率跟踪功能，通过调整直流电压和输出电流，使太阳能组件始终工作在最大工作点，输出当前温度和日照条件下的最大功率。

常见的最大功率跟踪控制方法主要有：定电压跟踪法(CVT)，将光伏组件的端电压固定在某一个固定值，特点是控制简单，稳定性好;功率计算法，电流寻优法，扰动观察法，增量电导法等经典控制算法以及最优梯度法、模糊逻辑控制法等、神经元网络控制法等现代控制算法。

孤岛效应的检测及控制

在正常发电时，光伏并网发电系统连接在大电网上，向电网输送有功功率，但是，当电网失电时，光伏并网发电系统可能还在持续工作，并和本地负载处于独立运行状态，这种现象被称为孤岛效应。逆变器出现孤岛效应时，会对人身安全，电网运行，逆变器本身造成极大的安全隐患，因此逆变器入网标准规定，光伏并网逆变器必须有孤岛效应的检测及控制功能。

孤岛效应的检测方法有被动式检测和主动式检测，被动式检测方法检测并网逆变器输出端电压和电流的幅值，光伏逆变器不向电网加干扰信号，通过检测电流相位偏移和频率等参数是否超过规定值，来判断电网是否停电;这种方式不为造成电网污染，也不会有能量损耗;而主动式检测是指并网逆变器主动、定时地对电网施加一些干扰信号，如频率移动和相位移动，由于电网可以看成是一个无穷大的电压源，有电网时这些干扰信号就会被电网吸收，电网如果发生停电，这些干扰信号就会形成正反馈，最终会形成频率或电压超标，由此可以判断是否发生了孤岛效应。

电网检测及并网功能

并网逆变器在并网发电之前，需要从电网上取电，检测电网送电的电压、频率、相序等等参数，然后调整自身发电的参数，与电网电参数同步一致，完成之后才会并网发电。

零(低)电压穿越功能

当电力系统事故或扰动，引起光伏发电站并网点电压出现电压暂降，在一定的电压跌落范围内和时间间隔内，光伏发电站能够保证不脱网连续运行。

关键词:逆变器

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