1、光伏電站逆變器工作原理逆變器由半導(dǎo)體功率器件和逆變驅(qū)動(dòng)、控制電路兩大部分構(gòu)成，由于微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了新型大功率半導(dǎo)體器件和驅(qū)動(dòng)控制電路的出現(xiàn)，現(xiàn)在逆變器多采用絕緣柵極晶體管、功率場(chǎng)效應(yīng)管、MOS控制器晶閘管以及智能型功率模塊等各種先進(jìn)和易與控制的大功率器件?？刂齐娐芬矎脑械哪M集成電路發(fā)展到了由單片機(jī)控制或者是數(shù)字信號(hào)處理器控制，使逆變器向著系統(tǒng)化、全控化、節(jié)能化和多功能化方向發(fā)展。1. 逆變器基本結(jié)構(gòu)逆變器結(jié)構(gòu)由輸入電路、主力變電路、輸出電路、輔助電路、控制電路和保護(hù)電路等構(gòu)成。如圖1-1所示：輸入電路負(fù)責(zé)提供直流輸入電壓；主逆變電路通過半導(dǎo)體開關(guān)器件的作用完成逆變程序

2、；輸出電路主要對(duì)主逆變電路輸出交流電的頻率、相位和電壓、電流的幅值進(jìn)行補(bǔ)償和修正，以達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)；控制電路為主逆變電路提供脈沖信號(hào)，控制半導(dǎo)體器件的開通與關(guān)斷；輔助電路將輸入電路的直流電壓換成適合控制電路工作的直流電壓，同時(shí)也包括了一系列的檢測(cè)電路。2. 逆變電路基本工作原理逆變器的工作原理類似開關(guān)電源，通過一個(gè)振蕩芯片，或者特定的電路，控制著振蕩信號(hào)輸出，信號(hào)通過放大，推動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管不斷開關(guān)，這樣直流電輸入之后，經(jīng)過這個(gè)開關(guān)動(dòng)作，就形成一定的交流特性，經(jīng)過修正，就可以得到類似電網(wǎng)上的那種正弦波交流。逆變器是一種功率調(diào)查裝置，對(duì)于使用交流負(fù)載的獨(dú)立光伏系統(tǒng)來說，逆變器是必要的。逆變器選擇的一個(gè)重

3、要因素就是所設(shè)定的直流電壓的大小。逆變器的輸出可分為直流輸出和交流輸出兩類。對(duì)于直流輸出，逆變器稱為變換器，是直流電壓到直流電壓的轉(zhuǎn)換，這樣可以提供不同電壓的直流負(fù)載工作所需的電壓。對(duì)交流輸出，要考慮的除了輸出功率和電壓外，還應(yīng)考慮其波形和頻率。在輸入端需注意逆變器所要求的直流電壓和所能承受的浪涌電壓的變化。逆變器的控制可使用邏輯電路或?qū)Ｓ玫目刂菩酒?，也可以使用通用單片機(jī)或DSP芯片等，控制功率開關(guān)管的門極驅(qū)動(dòng)電路。逆變器輸出可以帶有一定的穩(wěn)壓能力，以橋式逆變器為例，如果設(shè)計(jì)逆變器輸出的交流母線額定電壓峰值比其直流母線額定電壓低10%20%（目的是使其具備一定的穩(wěn)壓能力）。則逆變器經(jīng)PWM調(diào)制

4、輸出其幅值可以向高10%20%調(diào)節(jié)的余量，向低調(diào)節(jié)則不受限制，只需降低PWM的開通占空比即可。因此逆變器輸入直流電壓波動(dòng)范圍為-15%20%，向上只要器件耐壓允許則不受限制，只需調(diào)節(jié)小輸出脈寬即可（相當(dāng)于斬波）。當(dāng)蓄電池或光伏電池輸出電壓較低時(shí)，逆變器內(nèi)部需配置升壓，電路升壓可以使開關(guān)電源方式升壓，也可以使用直流充電泵原理升壓。逆變器使用輸出變壓器形式升壓，即逆變器電壓與蓄電池或光伏電池陣列電壓相匹配，逆變器輸出較低的交流電壓，再經(jīng)工頻變壓器升壓輸入配電線路。需要說明的是，不論變壓器還是電子電路升壓，都要損失一部分能量。最佳逆變器工作模式是直流輸入電壓與輸電線路所需要的電壓相匹配，直流電力只經(jīng)過一層逆變環(huán)節(jié)，以降低變換環(huán)節(jié)的損耗，一般來說逆變器的效率在90%以上。逆變環(huán)節(jié)損耗的能量轉(zhuǎn)換為功率管、變壓器的熱形式能量。該熱量對(duì)逆變器的運(yùn)行是不利的，威脅裝置的安全，要使用散熱器、風(fēng)扇等將此熱量排出裝置以外。逆變損耗通常包括兩部分：導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗。MOSFET管開關(guān)頻率較高，導(dǎo)通阻抗較大，由其構(gòu)成的逆變器多工作在幾十到上百千赫茲頻率下；而IGBT導(dǎo)通壓降相對(duì)較小，開關(guān)損耗較小，開關(guān)頻率在幾千到幾十千赫茲之間，一般選擇十千赫茲以下。開關(guān)并非理想開關(guān)，在其開通過程中電流有一上升過程，管子端電壓有一下降過程，電壓與電流交叉過程的損耗就是開通損耗，關(guān)斷