逆变器的工作原理：
逆变装置的核心是逆变开关电路，简称逆变电路，该电路通过电力电子开关的导通、关断来完成逆变功能。
特征：
（1）要求高效率。
由于目前太阳能电池的价格较高，为了最大限度的提高太阳能电池的利用率，提高系统的效率，必须设法提高逆变器的效率。
（2）要求可靠性高。
目前光伏电站系统主要应用在边远地区，很多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件选型，并且要求逆变器具有各种保护功能，如：输入直流极性反接保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。
（3）要求输入电压有较宽的适应范围。
由于太阳能电池的端电压会随着负载和日照强度的变化而变化，尤其当电池老化时，其端电压变化范围较大。例如，对于12V的电池，其端电压可能在10V到16V之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内正常工作。
光伏逆变器的分类：
逆变器的分类方法有很多种，例如，按逆变器输出交流电压的相数，可分为单相逆变器和三相逆变器；按逆变器输出交流电压的相数，可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器和可关断晶闸管逆变器；按逆变电路原理，还可分为自激振荡式逆变器、阶梯波叠加式逆变器和脉宽调制式逆变器；按应用在并网系统还是离网系统，可分为并网逆变器和离网逆变器。为了方便光电用户选用逆变器，这里仅将逆变器按照不同的适用场合进行分类。
1.集中式逆变器
集中式逆变技术是将多个并联的光伏组串接入同一台集中式逆变器的直流输入端。大功率通常采用三相IGBT功率模块，小功率则采用场效应晶体管。DSP转换控制器可以改善发电电能的质量，使其非常接近正弦波电流，通常用于大型光伏电站系统（>10kW）。其最大的特点是系统功率高、成本低，但由于不同光伏组串的输出电压和电流往往不完全匹配（尤其当光伏组串因阴天、阴影、污渍等原因被部分遮挡时），因此采用集中式逆变方式会导致逆变过程效率降低，从而减少用户用电量。同时，某个光伏单元组工作状态不佳，会影响整个光伏系统的发电可靠性。最新的研究方向是利用空间矢量调制控制和开发逆变器新的拓扑连接以在部分负载条件下获得高效率。
2. 组串式逆变器
组串式逆变器基于模块化概念。每个光伏组串（1-5kW）经过一台逆变器，直流侧进行最大功率峰值跟踪，交流侧并联。是市场上最受欢迎的逆变器。
许多大型光伏电站都采用组串式逆变器。其优点在于不受组串间组件差异及遮光的影响，同时降低了光伏组件最佳工作点与逆变器之间的失配，从而提高了发电量。这些技术优势不仅降低了系统成本，还提高了系统的可靠性。同时，组串之间引入了“主从”的概念，使得系统可以将多组光伏组串连接在一起，在单组串能量无法使单台逆变器工作的情况下，让其中一组或几组光伏组串工作，从而产生更多的电能。
最新的概念是多台逆变器组成“组”，取代了之前的“主从”概念，这使得系统可靠性更上一层楼。目前，无变压器组串逆变器已占据主导地位。
3.微型逆变器
传统光伏系统中，每块组串逆变器的直流输入端串联着大约10块光伏板。10块光伏板串联时，如果一块光伏板出现故障，整串光伏板都会受到影响。如果逆变器的多个输入采用相同的MPPT，则所有输入都会受到影响，大大降低发电效率。实际应用中，云、树木、烟囱、动物、灰尘、冰雪等各种遮挡因素都会导致上述影响，这种情况非常常见。微型逆变器的光伏系统中，每块光伏板都连接一个微型逆变器。当其中一块光伏板出现故障时，只有这块光伏板会受到影响，其他光伏板仍能保持最佳运行，使整个系统更高效，发电量更大。实际应用中，如果组串逆变器出现故障，会导致几千瓦的光伏板无法工作，而微型逆变器故障的影响则相当小。
4. 功率优化器
在太阳能发电系统中安装功率优化器可以大大提高转换效率，并简化逆变器的功能以降低成本。为了实现智能太阳能发电系统，设备功率优化器可以真正让每块太阳能电池发挥最佳性能，并随时监控电池的消耗状态。功率优化器是发电系统和逆变器之间的设备，其主要任务是取代逆变器原有的最佳功率点跟踪功能。功率优化器通过简化电路，以此类推进行极快的最佳功率点跟踪扫描，单个太阳能电池对应一个功率优化器，使每块太阳能电池真正实现最佳功率点跟踪，此外，通过插入通信芯片可以随时随地监控电池状态，并可以立即报告问题，以便相关人员尽快修复。
光伏逆变器的作用
逆变器不仅具备直流-交流变换的功能，还具备最大限度发挥太阳能电池性能的功能以及系统故障保护功能。概括起来，有自动运行与关机功能、最大功率跟踪控制功能、防独立运行功能（针对并网系统）、自动电压调节功能（针对并网系统）、直流检测功能（针对并网系统）、直流接地检测功能（针对并网系统）。这里对自动运行与关机功能和最大功率跟踪控制功能做一下简单介绍。
（1）自动运行、停止功能
早晨日出后，太阳辐射强度逐渐增强，太阳能电池的输出也随之增加，当达到逆变器所需的输出功率时，逆变器自动开始运行。进入运行状态后，逆变器会时刻监测太阳能电池组件的输出，只要太阳能电池组件的输出功率大于逆变器工作所需的输出功率，逆变器就会持续运行；日落时分则停止，即使是阴雨天气，逆变器也能工作。当太阳能电池组件的输出变小，逆变器的输出接近于0时，逆变器就会形成待机状态。
（2）最大功率跟踪控制功能
太阳能电池模块的输出功率会随着太阳辐射强度以及太阳能电池模块本身的温度（芯片温度）而变化。此外，由于太阳能电池模块具有电压随电流增加而下降的特性，因此存在一个可获得最大功率的最佳工作点。太阳辐射强度在变化，显然最佳工作点也在变化。相对于这些变化，太阳能电池模块的工作点始终处于最大功率点，系统始终从太阳能电池模块获得最大功率输出。这种控制就是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统逆变器的最大特点是它们具有最大功率点跟踪 (MPPT) 功能。
发布时间：2022年10月26日
