光伏逆變器的功能與分類

通常來(lái)說(shuō)將交流電能轉(zhuǎn)化為直流電能的過(guò)程稱為整流，把整流功能的電路稱為整流電路，把實(shí)際整流過(guò)程的裝置稱為整流設(shè)備或整流器，與之對(duì)應(yīng)的將直流轉(zhuǎn)換為交流電能的過(guò)程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實(shí)際逆變過(guò)程的裝置稱為逆變?cè)O(shè)備或。將所發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)變成正弦波電流，接入負(fù)載或者并入到電網(wǎng)中，是中核心器件。

逆變器的種類與主要功能

光伏逆變器按用途分為并網(wǎng)逆變器，離網(wǎng)逆變器，微網(wǎng)儲(chǔ)能逆變器三大類，并網(wǎng)逆變器按照功率和用途可分為微型逆變器、組串式逆變器、集中式逆變器、集散式逆變器四大類，微型逆變器，又稱組件逆變器，功率等級(jí)為180W到1000W，適用于小型發(fā)電系統(tǒng);組串型逆變器，功率在1kW到10kW的單相逆變器，適用于戶用發(fā)電系統(tǒng)，并網(wǎng)電壓為220V,4kW到80kW三相逆變器，適用于工商業(yè)發(fā)電系統(tǒng),并網(wǎng)電壓為三相380V,。集中式逆變器和集散式逆變器，功率從500kW到1500KW，一般用在大型地面電站。

《一》 并網(wǎng)逆變器

并網(wǎng)逆變器是連接光伏陣列和電網(wǎng)的關(guān)鍵部件，除了把組件發(fā)出來(lái)的直流電變成電網(wǎng)能接收的交流電外，還有以下特殊功能：

1)最大功率追蹤MPPT功能

當(dāng)日照強(qiáng)度和環(huán)境溫度變化時(shí)，光伏組件輸入功率呈現(xiàn)非線性變化，如圖所示，從圖上看出：光伏組件既不是恒壓源，也不是恒流源，它的功率隨著輸出電壓改變而改變，和負(fù)載沒(méi)有關(guān)系。它的輸出電流隨著電壓升高一開始是一條水平線，到達(dá)一定功率時(shí)，隨著電壓升高而降低，當(dāng)?shù)竭_(dá)組件開路電壓時(shí)，電流下降到零。

光伏組件的輸出功率受日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度等因素的影響。當(dāng)光照強(qiáng)度減小時(shí)，光伏組件的開路電壓降低，短路電流減小，最大輸出功率減小;當(dāng)光伏組件溫度下降時(shí)，組件的短路電流減小，但組件的開路電壓升高，最大輸出功率增加;在組件溫度和日照強(qiáng)度一定的情況下，同一塊組件只有唯一的最大功率輸出點(diǎn)，MPPT功能就是最大功率跟蹤功能，通過(guò)調(diào)整直流電壓和輸出電流，使太陽(yáng)能組件始終工作在最大工作點(diǎn)，輸出當(dāng)前溫度和日照條件下的最大功率。

常見的最大功率跟蹤控制方法主要有：定電壓跟蹤法(CVT)，將光伏組件的端電壓固定在某一個(gè)固定值，特點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好;功率計(jì)算法，電流尋優(yōu)法，擾動(dòng)觀察法，增量電導(dǎo)法等經(jīng)典控制算法以及最優(yōu)梯度法、模糊邏輯控制法等、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制法等現(xiàn)代控制算法。

2)孤島效應(yīng)的檢測(cè)及控制

在正常發(fā)電時(shí)，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)連接在大電網(wǎng)上，向電網(wǎng)輸送有功功率，但是，當(dāng)電網(wǎng)失電時(shí)，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可能還在持續(xù)工作，并和本地負(fù)載處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為孤島效應(yīng)。逆變器出現(xiàn)孤島效應(yīng)時(shí)，會(huì)對(duì)人身安全，電網(wǎng)運(yùn)行，逆變器本身造成極大的安全隱患，因此逆變器入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，光伏并網(wǎng)逆變器必須有孤島效應(yīng)的檢測(cè)及控制功能。

孤島效應(yīng)的檢測(cè)方法有被動(dòng)式檢測(cè)和主動(dòng)式檢測(cè)，被動(dòng)式檢測(cè)方法檢測(cè)并網(wǎng)逆變器輸出端電壓和電流的幅值，逆變器不向電網(wǎng)加干擾信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)電流相位偏移和頻率等參數(shù)是否超過(guò)規(guī)定值，來(lái)判斷電網(wǎng)是否停電;這種方式不為造成電網(wǎng)污染，也不會(huì)有能量損耗;而主動(dòng)式檢測(cè)是指并網(wǎng)逆變器主動(dòng)、定時(shí)地對(duì)電網(wǎng)施加一些干擾信號(hào)，如頻率移動(dòng)和相位移動(dòng)，由于電網(wǎng)可以看成是一個(gè)無(wú)窮大的電壓源，有電網(wǎng)時(shí)這些干擾信號(hào)就會(huì)被電網(wǎng)吸收，電網(wǎng)如果發(fā)生停電，這些干擾信號(hào)就會(huì)形成正反饋，最終會(huì)形成頻率或電壓超標(biāo)，由此可以判斷是否發(fā)生了孤島效應(yīng)。