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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。
第27卷第17期2011年9月
甘肃科技
Gansu Science and Technology
Vol.27No.17
Sep.2011逆变器在光伏发电系统中的应用
秦天像
（酒泉职业技术学院机电工程系，甘肃酒泉735000）
摘要：综合阐述了光伏发电逆变技术发展趋势，并介绍了太阳能逆变器的原理。
针对目前我国采用低压、小容量并网运行的逆变技术导致逆变器数量多、系统结构复杂的现状，介绍了一种实现智能控制是发展太阳能逆变器技术的关键。
关键词：逆变器；光伏发电；智能控制
中图分类号：TM91
世界范围内的能源短缺已成为制约人类社会可持续发展的重要因素，大力发展新的可替代能源已成为当务之急。
太阳能的利用越来越多地受到人们的关注，光伏并网发电已成为太阳能发电领域研究和发展的最新亮点。
酒泉市被国家发改委批准为首个千万千瓦级的风电基地和百万千瓦级的太阳能基地之后，酒泉市政府审时度势，抢抓新能源产业发展的机遇，提出了大力发展新能源“6+2”产业群，即发展风能、光能、调峰电源、电网建设、新能源装备制造、资源综合利用和水能、核乏燃料处理等产业，那么研究逆变器在太阳能发电中作用就显得更为重要。
1光伏发电中逆变技术发展趋势
随着光伏发电的迅速发展，对光伏发电提出了新的要求，需要大规模的并网发电，与电网连接同步运行。
并网逆变器作为光伏发电的核心，对其要求也越来越高。
首先，要求逆变器输出的电量和电网电量保持同步，在相位、频率上严格一致，逆变器的功率因数近于1；其次，满足电网电能质量的要求，逆变器应输出失真度小的正弦波；第三，具有对孤岛检测的功能，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装可靠运行，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
过去逆变器的结构由工频变压器结构的光伏逆变器转化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。
对光伏阵列工作点跟踪控制主要有：恒电压控制策略和MPPT光伏阵列功率点控制策略。
现代控制理论中许多先进算法也被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，孤岛效应的检测一般分成被动式与主动式。
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。
将来多逆变器的并网通信、协同控制已成为其孤岛效应检测与控制发展趋势。
2太阳能逆变器的原理
通常把交流电能变换成直流电能的过程称之为整流，相控整流是最常见的交———直流变换过程；而把直流电能变换成交流电能的过程称之为逆变，它是整流的逆过程。
在逆变电路中，照负载性质的不同，逆变分为有源逆变和无源逆变。
如果把该电路
的交流侧接到交流电源上，把直流电能经过直———交流变换，逆变成与交流电源同频率的交流电返送到电网上去，称作有源逆变，相应的装置称为有源逆变器，控制角大于90ʎ的相控整流器为常见的有源逆变器。
而把直流电能变换为交流电能，直接向非电源负载供电的电路，称之为无源逆变电路，又称为变频器。
逆变器类型有他励逆变器、自励逆变器、脉宽调制（PWM）型逆变器。
其中他励逆变器需要外部交流电压源，给晶闸管提供整流电压。
他励逆变器主要应用在大功率并网情况下；对于功率低于1MW 的光伏发电系统，主要采用自励逆变器方式。
自励逆变器不需要外部交流电压源，整流电压由逆变器的一部分储能元件（比如电容）来提供或通过增加待关断整流阀（像MOSFET或IGBT）的电阻值来实现。
输出电压被脉冲调制的自励逆变器被称为脉冲逆变器。
这种逆变器通过增加周期内脉冲的切换次数，来降低电压、电流的谐波含量；谐波含量与脉冲切换次数呈正比。
目前，并网逆变器的输出控制模式主要有两种：电压型控制模式和电流型控制模式。
电压型控制模式的原理是以输出电压作为受控量，系统输出和电网电压同频同相的电压信号，整个系统相当于一个内阻很小的受控电压源；电流型控制模式的原理则是以输出电感电流作为受控目标，系统输出和电网电压同频同相的电流信号，整个系统相当于一个内阻较大的受控电流源。
3太阳能逆变器的智能控制
设计太阳能逆变器时要考虑两个关键因素即效率和谐波失真。
效率可分成两个部分：太阳能的效率和逆变器的效率。
逆变器的效率在很大程度上取决于设计使用的外部元件，而不是控制器；而太阳能的效率与控制器如何控制太阳能电池板阵列有关。
每个太阳能电池板阵列的最大工作功率在很大程度上取决于阵列的温度和光照。
MCU必须控制太阳能电池板阵列的输出负载，以使阵列的工作功率最大。
由于这不是一个数学密集型算法，因此可使用低成本MCU来完成任务。
目前，大多数太阳能逆变器只能从太阳能电池板的某个最佳位置对电池板的整体效率进行优化。
这种优化方法严重制约了太阳能发电系统的效率。
如果光伏系统在非最佳电压及电流水平下运行，系统的效率就非常低，白白浪费采集太阳能的良机。
在光伏系统中，太阳能电池板是由多个串联组并联后形成的。
就像节日灯饰一样，假如串联中的某个电池发生故障，就会导致整个电池组失效。
此外，当有局部阴影或碎砾等遮蔽光伏系统时，这种情况也会发生。
为了解决上述问题，目前太阳能电池板都集成了旁路二极管，从而使电流可以绕过被遮蔽的失效电池板部分。
启动二极管后，它们可将电流重新路由，即改道绕过失效电池串上。
这样一来，不仅浪费了受遮蔽电池板的供电潜能，而且会降低整个电池组的总电压。
基于选取电池板最佳操作点的原则，逆变器必须决定是应该优化受影响电池串的电压，还是应该优化其他没受影响电池组所产生的能量。
在大多数的情况下，逆变器都会选择优化没有影响的电池组，并相应地降低受影响电池组所产生的能量，甚至是完全关闭受影响电池组。
所导致的结果是，太阳能光伏系统只要出现10%的遮蔽，便会使太阳能发电量下降一半。
产生这一现象的原因主要是现行的光伏系统并不能与极度敏感的太阳能电池架构相匹配。
因此，我们需要采用更高智能的技术和产品来开发太阳能。
据了解SolarMagic产品，能够智能管理太阳能光伏电池板电量，从而使太阳能管理更智能，更高效。
一个解决方案就是所谓的“微型逆变器”，即在每块电池板上都加装逆变器。
可是影响光伏系统的关键因素是可靠性、成本和效率。
先进的微型优化器技术可大幅改善太阳能发电工业的成本效益和产能。
由于具备在太阳能发电的深厚知识、经验以及可靠的核心技术，Solar Magic技术可监察并优化每块电池板的发电量，并改善电池板中的电流流向。
通过采用Solar Magic技术，太阳能发电系统可挽回50%以上因输电失配或阴影遮蔽而损失的发电量。
微型优化器将智能地管理每块电池板，让它们可以最佳的功率点去运行，即使串联电池组内有个别电池板发生故障也不会影响系统的整体效率。
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第17期秦天像：逆变器在光伏发电系统中的应用。
