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组串式逆变器1.引言1.1 概述组串式逆变器是一种将太阳能电池板串联起来，并将直流电转换为交流电的装置。
在太阳能系统中，逆变器是必不可少的组件之一。
它起到了将太阳能电池板所产生的直流电转变为可供家庭、工业和商业用途的交流电的重要作用。
组串式逆变器通过串联连接多个太阳能电池板来工作。
这种连接方式使得每个太阳能电池板的直流电电压叠加，从而增加了整个系统的电压输出。
与单个逆变器连接多个太阳能电池板的并联方式相比，组串式逆变器能够有效地提高系统的效率和性能。
组串式逆变器具有许多优势。
首先，它能够提供更高的电压输出，从而减少能源传输过程中的功率损耗。
其次，组串式逆变器的运行可靠性更高，因为在某个太阳能电池板故障的情况下，其他太阳能电池板仍可以正常工作。
此外，组串式逆变器还具有更灵活的配置和更简化的维护。
总而言之，组串式逆变器是太阳能系统中一种重要的设备，它能够将太阳能电池板所产生的直流电转换为交流电，提供可靠高效的能源输出。
随着太阳能技术的不断发展和应用，组串式逆变器必将在未来的太阳能系统中发挥越来越重要的作用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以写成类似以下的描述：文章结构部分旨在给读者提供对本文的整体框架和内容安排的了解。
本文总共分为引言、正文和结论三个主要部分。
引言部分主要介绍了本文的背景和意义，概述了组串式逆变器的基本概念以及文章的整体结构和目的。
正文部分是本文的主体，其中包括了组串式逆变器的原理和优势两个章节。
2.1 组串式逆变器的原理章节主要介绍组串式逆变器的工作原理和基本原理。
该部分将详细探讨逆变器的结构、组件及其工作过程，包括输入电流的采集、转换、逆变和输出等关键环节。
通过深入解析组串式逆变器的原理，读者可以更好地理解其工作机制。
2.2 组串式逆变器的优势章节将重点介绍组串式逆变器相对于其他类型逆变器的优势和特点。
包括但不限于：高效率转换，适应各种太阳能电池板，可靠性高等。
通过对组串式逆变器的优势进行逐一分析，读者可以进一步了解其在实际应用中的价值和意义。
逆变技术对光伏发电的影响摘要太阳能发电作为新能源受国家政策的扶持,近年来得到了较快的发展。
逆变器作为太阳能发电系统的关键部件起着举足轻重的作用。
本文通过对逆变器的技术要求、发展现状及产业影响进行介绍,以期使读者了解逆变器在光伏发电系统中的作用及当前产业发展因素。
关键词太阳能;逆变器;光伏发电;影响因素中图分类号tm615 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)30-0029-01进入2010年以来,随着国家对太阳能发电的政策扶持,尤其是许多地方对太阳能光伏发电的补贴,让太阳能发电成为了新宠,许多新能源的公司也把企业定位在太阳能发电。
在未来几年中,预计太阳能工程的增长率将达到20%~30%。
太阳能作为一种新能源,为电池制造、电源转换等相关企业提供了新的舞台。
由于光伏发电系统产生的电流为直流电,但民用电力以交流供电为主,而且太阳能发电最终将走向并网运行,这就要求太阳能发电必须通过逆变器将直流电转换为交流电来驱动家用电器等负载。
因此,逆变器在太阳能发电系统中具有举足轻重的作用。
1 太阳能发电系统对逆变器的要求光伏发电分为离网型光伏发电系统和联网型光伏发电系统。
离网型光伏发电系统是其太阳能电池板所产生电力供特定负载使用消耗的独立系统;联网型光伏发电系统是其太阳能电池所产生电力由公共电网进行传送输出的发电系统。
不论是那种系统都对关键部件逆变器提出了很高的要求。
1)整机效率要高,因为太阳能电池板的效率在15%左右而且价格较高,因此要求逆变器的自身消耗要少,转换效率要高;2)要具有完备的保护功能,光伏发电系统与我们日常使用的公共电网一样,要具有过欠压、过电流、短路、缺相保护以及温度超限报警等功能。
而实现这些功能也是逆变器的基本性能之一;3)要有较宽的输入电压范围及足够的输出容量,这是由太阳能电池的发电特点所要求的。
由于日光光照角度及太阳发光强度的变化而导致了太阳能电池的输出端电压在不断变化,从而影响逆变器的输出容量产生变化,因此要求逆变器能在较大的输入电压范围内正常工作以保持输出电压的稳定;4)具有满负载启动性能,逆变器要做到在满负载多次连续启动的条件下而不损坏的能力;5)输出电压的波形失真度要小,如果输出电压中含有较高的高次谐波,将对电力负载产生干扰而导致负载不能正常工作或对公共电网产生电力污染。
逆变器的应用场景逆变器作为一种能将直流电转换为交流电的电子器件，广泛应用于各个领域，如家庭用电、工业用电和交通用电等。
下面将从三个方面介绍逆变器的应用场景。
1. 家庭用电逆变器在家庭用电领域中应用广泛，主要体现在：（1）太阳能发电系统。
太阳能板会将太阳的能量转化为直流电，透过逆变器将其转换为交流电，而这种交流电可以用于为家庭电器供电，如灯具、电视、风扇、洗衣机等。
（2）备用电源。
在突发事件或停电时，逆变器能够通过蓄电池提供备用电源，确保家庭设备正常运作，如加热器、冰箱、计算机等。
（3）车载应用。
逆变器可以将汽车的12V电源转换为220V交流电，实现在车内使用电子设备，如笔记本电脑、充电器、音响和照明等。
2. 工业用电逆变器在工业用电领域中应用广泛，主要体现在：（1）自动化系统。
逆变器可用于驱动工业机器，比如自动化生产中的永磁同步马达。
通过逆变器将直流电转换成交流电，控制电机的电流和频率，从而实现控制机器的运作。
（2）UPS不间断电源。
工业中某些重要系统需要不间断电源，如通讯设备、计算机、制造线、精密仪器等等。
在停电或过载时逆变器可以自动启动，继续为设备提供电力。
（3）太阳能光伏系统。
逆变器可以将光伏电池板生成的直流电转换成交流电，用于为工业用电提供电源，如照明、加热和机器驱动等。
3. 交通用电逆变器在交通领域中应用广泛，主要体现在：（1）铁路系统。
在动车组、城际铁路、地铁等地方，逆变器被应用于监测系统中，如加速度传感器、温度传感器等电子装备。
（2）飞机系统。
逆变器可用于飞机的电力系统中，从发动机的直流电池转换至交流电，提供电力让驾驶舱和机舱设备正常运作。
（3）汽车系统。
汽车的控制单元需要稳定的电压和电流，逆变器对于汽车电子载荷的控制非常重要。
大部分电子设备都采用交流来完成工作，但汽车的电力是直流的。
逆变器将车辆的低电压直流电转化为高电压交流电，为电子设备提供电源。
总之，逆变器作为一种能将直流电转换为交流电的电子器件，其应用场景广泛，包括家庭、工业和交通等领域。
箱逆变一体机在光伏电站的应用摘要：由于环境的日益恶化，能源开发的过度，以燃煤，石油为主导的不可再生资源不断消耗，甚至可能在不久的将来枯竭。
因此人们对环境和资源的保护也有了更高的认识，对环境的保护的呼声越来高，光伏电站利用可再生资源太阳能逐渐进入大众的视线。
随着技术的快速发展，光伏电站的近几年建设中，箱逆变一体机日益显出了它的重要性，它成功从名不见经传，被人忽略的地位变成了现在光伏电站建设中必不可缺的一部分。
关键词：箱逆变一体机；光伏电站；应用箱逆变一体机，其特点是在早期工厂阶段就把所有所需要的设施放在了一起，现场施工的过程中，只需要做好固定工作即可。
随着科研力量大的加大，太阳能光伏电站设备成本的降低和技术成熟，近年来光伏电站得到了很大的发展，箱逆变一体机的使用量也在逐年变多。
尤其是日本核辐射事件发生后，更加引起了人们对安全问题的担忧，各国政府也因此加大了对以光伏为代表的新能源的投资，所以光伏电站将会成为供电体系中的一个主力军。
太阳能并网发电系统是利用光伏组件将太阳光转换成直流电，再通过逆变器设备逆变变为交流电，再通过升压装置升压并网。
太阳能发电优势明显：无污染、绿色环保,是全世界在推广的环保能源项目。
由于中国拥有着广袤的国土和复杂的地形，气候条件也因为跨南北纬的距离过大而有着很大的差别，因此我们对箱逆变一体机在光伏电站的应用也是不一样的，对逆变器的选型，布局和具体固定等问题进行更加深入的分析和讨论。
1箱逆变一体机的发展史以及应用市场分析1.1箱逆变一体机在我国的发展光伏电站所处环境各不相同，要在满足散热通风的情况下，逆变房需要有良好的防尘、防水、防腐蚀的能力。
箱式一体化逆变房，把散热、防护等功能与逆变器产品结合有机结合到了一起，形成一体化功能设计的光伏系统接入方案平台。
箱逆变一体机其实在我国很早就出现了，但实际上真正的开始进行广泛地投入使用是在最近这几年，最初在大概09年的时候就已经出现在大型的地面电站。
光伏箱变简介光伏箱变的应⽤太阳能发的电如果要并⼊电⽹，需要有⼀个光伏并⽹逆变器，将太阳能电池板产⽣的直流电变成与电⽹相同电压的交流电馈⼊电⽹。
要向当地⽔利局申请审核通过后才可以并⼊的。
家⽤发电系统⼀般由太阳电池组件组成的光伏⽅阵、太阳能充放电控制器、蓄电池组、离⽹型逆变器、直流负载和交流负载等构成。
如输出电源为交流220V或110V，因此还需要配置逆变器。
光伏发电系统中逆变器原理及应⽤⽬前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，⽽蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使⽤较多的太阳能户⽤照明系统以及远离电⽹的微波站供电系统均为直流系统。
此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民⽤电⼒，由于⼤多为交流负载，以直流电⼒供电的光伏电源很难作为商品进⼊市场。
另外，光伏发电最终将实现并⽹运⾏，这就必须采⽤成熟的市场模式，今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。
光伏发电系统对逆变器电源的要求光伏发电系统对逆变电源的要求采⽤交流电⼒输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变器四部分组成（并⽹发电系统⼀般可省去蓄电池），⽽逆变器是关键部件。
光伏发电系统对逆变器要求较⾼1：要求具有较⾼的效率。
由于⽬前太阳电池的价格偏⾼，为了最⼤限度地利⽤太阳电池，提⾼系统效率，必须设法提⾼逆变器的效率2：要求具有较⾼的可靠性。
⽬前光伏发电系统主要⽤于边远地区，许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，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输⼊直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等3：要求直流输⼊电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和⽇照强度⽽变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作⽤，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化⽽波动，特别是当蓄电池⽼化时其端电压的变化范围很⼤，如１２Ｖ蓄电池，其端电压可在１０Ｖ～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保证正常⼯作，并保证交流输出电压的稳定4：在中、⼤容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较⼩的正弦波。
光伏发电系统中逆变器原理及应用逆变器的原理是利用电子器件来将直流电转换为交流电。
光伏电池发出的直流电首先经过直流输入端，进入直流滤波电路进行滤波处理，去除噪声信号。
然后直流电经过电压调整电路，调整为逆变器能够接受的电压范围。
接下来直流电通过逆变电路进行反相处理，将直流电变为交流电。
最后交流电通过交流输出端输出到电网中。
逆变器的应用主要体现在以下几个方面。
1.逆变器可以将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电供电网使用。
由于电网基本上都采用交流电供电，光伏电池组产生的直流电需要转换为交流电后才能被电网接受，逆变器在这个过程中起着至关重要的作用。
2.逆变器可以将光伏发电系统产生的交流电接入微电网中。
逆变器可以将光伏电池组产生的交流电直接接入微电网中，为微电网提供可靠的电力支持。
这在偏远地区或岛屿等电网不便接入的地方，可以满足当地的电力需求。
3.逆变器可以将光伏发电系统产生的交流电直接供给家庭和商业用户。
逆变器可以通过电表接入家庭和商业用户的用电系统中，将光伏发电系统产生的交流电直接供给家庭和商业用户使用。
这样不仅可以降低用户的用电成本，还可以减少对电网的依赖。
4.逆变器可以将光伏发电系统与电池储能系统相结合。
在光伏发电系统中，逆变器可以将电池组产生的直流电转换为交流电供电网使用，同时还可以将光伏电池组的剩余电能存储到电池组中，以备不时之需。
逆变器在光伏发电系统中的应用具有重要的意义。
它不仅可以将光伏电池组产生的直流电转换为适应电网的交流电，还可以将光伏发电系统与电池储能系统相结合，为家庭、商业用户和微电网提供可靠的电力供应。
随着光伏技术的不断发展，逆变器的性能和效率也得到了极大的提升，为光伏发电系统的应用提供了更可靠的能源转换解决方案。
逆变器在光伏发电系统中的应用
摘要：光伏阵列产生的是直流电，而许多负载都使用交流电，因此需要通过逆变器把太阳能电池板发出的直流电转变成负载所需的交流电。
本文阐述了光伏发电系统中逆变技术发展趋势，分析研究了这些逆变器在pvs系统中的应用特点，展望了pvs系统中逆变器向高性能和智能化方向的发展趋势。
关键词：逆变器；光伏发电系统；发展趋势
中图分类号：tm464文献标识码：a文章编号：
随着我国光伏发电系统应用规模与范围的不断扩大,光电市场对逆变器的需求量迅速增加，与此同时,高质量、低成本的逆变器产品逐渐成为光伏发电应用系统开发人员和广大用户所关注的热点。
逆变器是电力电子技术的一个重要应用方面，电力电子技术是电力、电子、自动控制及半导体等多种技术相互渗透与有机结合的综合技术，因此,逆变器所涉及的知识领域和技术内容十分广泛。
本文仅从光伏发电系统应用的角度,对逆变器的基本工作原理、电路系统的构成作简要介绍。
1．光伏发电系统中逆变技术发展趋势
随着光伏发电的大规模利用，电网对光伏发电系统提出了新的要求，即需要大规模的并网发电，并与电网连接同步运行。
因此，并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备，电网对其要求也越来越高。
第一，要求逆变器的输出电压和电网电压严格保持同步，在相位、频率上严格一致，逆变器的功率因数近于1；第二，满足电网
电能质量的要求，逆变器应输出失真度尽可能小的正弦波；第三，具有孤岛检测功能，防止孤岛效应的发生，避免对用电设备和人身造成伤害；第四，为了保证电网和逆变器安全可靠运行，两者之间的有效隔离及接地技术也非常重要。
1.1结构发展趋势
光伏逆变器由过去工频变压器结构转变为多转换级、带高频变压器的逆变结构，功率密度大大提高，但也导致了逆变器的电路结构复杂，可靠性降低。
现阶段的光伏并网逆变器普遍采用了串级型，经过反复研究表明：逆变器采用多串级逆变结构，融合了串级的设计灵活、高能量输出与集中型、低成本的优点，是今后光伏并网逆变器结构的一种发展趋势。
1.2控制策略发展趋势
光伏并网发电系统中的逆变器需要对其输出电流和功率进行控制，逆变器输出电流主要采用各种优化的pwm控制策略。
对光伏阵列最大功率点跟踪控制策略主要有：恒电压控制策略和mppt光伏阵列最大功率点跟踪控制策略。
现代控制理论中许多先进算法也被广泛应用到光伏逆变系统的控制中，如人工神经网络、自适应、滑模变结构、模糊控制等。
将来光伏并网系统的综合控制成为其研究发展的新趋势。
基于瞬时无功理论的无功与谐波电流补偿控制，使得光伏并网系统既可以向电网提供有功功率，又可以实现电网无功和谐波电流补偿。
这对逆变器跟踪电网控制的实时性、动态特性要求更高。
逆变器对于孤岛效应的控制，常常采用主动检测法，如脉
冲电流注入法、输出功率变化检测法、主动频率偏移法和滑模频率偏移法等。
随着光伏并网发电系统进一步的广泛应用，当多个逆变器同时并网时，不同逆变器输出的变化非常大，此时需采用电压频率比协调控制策略。
2．应用于光伏发电系统(photovoltaic system，简称pvs)的逆变器
2.1逆变器功率器件的选择
在小容量、低压pvs中，功率器件多使用金属-氧化物-半导体场效应管(mosfet)，因其在低压时，具有较低的通态压降和较高的开关频率。
但随着mosfet电压的升高，其通态电阻增大，因此，在大容量、高压pvs中，一般使用绝缘栅晶体管(igbt)作为功率器件。
在100kva以上特大容量的pvs中，一般采用门极可关断晶闸管(gto)作为功率器件。
pvs中的逆变驱动电路主要针对功率开关管的门极驱动，要得到好的pwm脉冲波形，驱动电路的设计很重要。
近年来，随着微电子及集成电路技术的发展，陆续推出了许多多功能专用集成芯片，它们给应用电路的设计带来了极大的方便。
逆变电源中常用的控制电路主要是为驱动电路提供要求的逻辑和波形。
2.2pvs中逆变器的拓扑结构
在使用蓄电池储能的太阳能pvs中，蓄电池组的公称电压一般是12v、24v或48v，因此，逆变电路一般都需进行升压来满足220v
常用交流负载的用电需求。
逆变器可按升压原理的不同分为工频和高频两种逆变器，应用中它们的性能差别很大。
(1)工频逆变器
图1示出采用工频变压器升压的逆变电路。
它首先把直流电逆变成工频低压交流电；再通过工频变压器升压成220v、50hz的交流电供负载使用。
它的优点是结构简单，各种保护功能均可在较低电压下实现。
因其逆变电源与负载之间存有工频变压器，故逆变器运行稳定、可靠、过负荷能力和抗冲击能力强，且能够抑制波形中的高次谐波成分。
然而，工频变压器也存在笨重和价格高的问题，而且其效率也比较低。
(2)高频逆变器
图2示出采用高频变压器升压的逆变电路。
它首先通过高频dc／dc变换技术，将低压直流电逆变为高频低压交流电，然后经过高频变压器升压后，再经过高频整流滤波电路整流成通常均在300v以上的高压直流电，最后通过工频逆变电路得到220v工频交流电供负载使用。
由于高频逆变器采用的是体积小、重量轻的高频磁芯材料，因而大大提高了电路的功率密度，从而使逆变电源的空载损耗很小，逆变效率得到提高。
比较两种逆变器可知，高频逆变器具有体积小、重量轻、效率高、空载负荷低，但同时也具有不能接满负荷的感性负载，过载能力差的缺点。
、
2.3pvs中逆变器输出波形
(1)方波逆变器
虽然方波逆变器具有结构简单、成本低等优点，但也存在效率较低、损耗大、谐波成分大、使用负载受限制等缺点。
当负载为大功
率电机负载或带有变压器的用电器负载时，因其负载的饱和磁通都是按正弦波的上升速率设计的，而方波的上升速度过快，因而造成其铁芯饱和，负载会出现起动困难、铁芯过热及发出噪声等问题。
而且方波逆变器的效率远低于修正波和正弦波逆变器的效率，一般不到60％。
(2)修正波逆变器
与方波相比，修正波的波形有明显改善，而且高次谐波含量也减少了。
传统的修正波逆变器是通过对方波电压进行阶梯叠加而产生的，这种方式存在控制电路复杂，叠加线路所用的功率开关管较多，以及逆变器的体积和重量较大等诸多问题。
近年来，随着电力电子技术的快速发展，已普遍采用pwm脉宽调制方式生成修正波输出。
目前，修正波逆变器已广泛用于边远地区的用户系统，因为这些用户对用电质量要求不是很高，而它能够满足大部分用电设备的需求，但它还是存在20％的谐波失真，在运行精密设备时会出现问题，也会对通讯设备造成高频干扰，因此此时必须使用正弦波逆变器。
(3)正弦波逆变器
它的优点是输出波形好，失真度很低，且其输出波形与市电电网的交流电波形基本一致，实际上优良的正弦波逆变器提供的交流电比电网的质量更高。
正弦波逆变器对收音机和通讯设备及精密设备的干扰小、噪声低、负载适应能力强，能满足所有交流负载的应用，而且整机效率较高。
3．pvs系统中逆变器的技术发展趋势
国际光伏发电市场开始由边远农村和特殊应用，向并网发电、与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡。
并网发电是光伏发电进入电力规模应用的必然结果，也是未来最大的光伏发电市场，得到了世界各国的广泛重视，纷纷制定政府计划加以扶植和推广。
目前，美、日、欧盟等发达国家都推出了相应的屋顶光伏计划。
德国，1990年提出1000屋顶发电计划；1998年进一步提出10万屋顶计划，已于2003年完成；日本，提出2010年要累计安装总容量为5万mw的家用光伏发电站。
作为并网户用pvs的核心，户用并网逆变器的开发研究越来越受到学术界和产业界的关注。
我国的pvs逆变器技术虽较发达国家落后，但国家科技部在“九五”、“十五”科技攻关计划中安排了相关的攻关项目，这些课题的完成，说明国内已掌握了pvs中逆变器的关键技术，并且从实验系统的运行情况看也达到了预期的效果。
4．结束语
面对世界性能源短缺的现实状况及能源的可持续发展对当今社
会的突出影响，可以看出光伏并网发电技术是解决此类问题的有效途径。
并网逆变器作为光伏并网发电系统中的关键部件越来越受到人们的重视，它的发展将对整个光伏发电系统起着巨大的作用。
目前，中国在小功率逆变器发展上还具有一定水平，但在大功率逆变器上还与国外有很大差距。
逆变器正朝着智能化、数字化趋势发展，因此对一些核心控制技术的改善和提高就变得越来越重要了。
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