光伏并網(wǎng)逆變器的概述及分類

光伏逆變器，顧名思義是專用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域的逆變器，是光伏系統(tǒng)中不可缺少的核心部件，其最大的作用在于將太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的直流電通過(guò)電力電子變換技術(shù)轉(zhuǎn)換為能夠直接并入電網(wǎng)、負(fù)載的交流能量。

并網(wǎng)逆變器作為光伏電池與電網(wǎng)的接口裝置，將光伏電池的電能轉(zhuǎn)換成交流電能并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，其一般可分為光伏并網(wǎng)逆變器、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)逆變器、動(dòng)力設(shè)備并網(wǎng)逆變器和其他發(fā)電設(shè)備并網(wǎng)逆變器。

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)示意圖

為了實(shí)現(xiàn)最佳方式的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換，這勢(shì)必要求逆變器多樣化，這是由于建筑的多樣性導(dǎo)致太陽(yáng)能電池板安裝的多樣性，同時(shí)為了使太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換效率最高同時(shí)又兼顧建筑的外形美觀的緣故。目前通用的太陽(yáng)能逆變方式為：集中逆變器、組串逆變器，多組串逆變器和組件逆變。

集中逆變器

集中逆變器一般用與大型光伏發(fā)電站（>10kW）的系統(tǒng)中，大量并行的光伏組串被連到同一臺(tái)集中逆變器的直流輸入端，一般功率大的使用三相的IGBT功率模塊，功率較小的使用場(chǎng)效應(yīng)晶體管，同時(shí)使用DSP轉(zhuǎn)換控制器來(lái)改善所產(chǎn)出電能的質(zhì)量，讓它非常接近于正弦波電流。其最大特點(diǎn)是系統(tǒng)的功率高，成本低。但受光伏組串的匹配和部分遮影的影響，導(dǎo)致會(huì)整個(gè)光伏系統(tǒng)的效率和電產(chǎn)能低，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)光伏系統(tǒng)的發(fā)電可靠性受某一光伏單元組工作狀態(tài)不良的影響。

組串逆變器

組串逆變器已成為目前國(guó)際市場(chǎng)上最流行的逆變器。其是基于模塊化概念基礎(chǔ)上的，每個(gè)光伏組串（1kW-5kW）通過(guò)一個(gè)逆變器，在直流端具有最大功率峰值跟蹤，在交流端并聯(lián)并網(wǎng)。很多大型光伏電廠都使用的是組串逆變器。其優(yōu)點(diǎn)是不受組串間模塊差異和遮影的影響，同時(shí)減少了光伏組件最佳點(diǎn)與逆變器不匹配的情況，從而增加了發(fā)電量。技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)不僅降低了系統(tǒng)成本，也增加了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，在組串間引入“主-從”的概念，使得在系統(tǒng)在單串電能不能使單個(gè)逆變器工作的情況下，將幾組光伏組串聯(lián)系在一起，讓其中一個(gè)或幾個(gè)工作，從而產(chǎn)出更多的電能。

多組串逆變

多組串逆變是取了集中逆變和組串逆變的優(yōu)點(diǎn)，避免了其缺點(diǎn)，可應(yīng)用于幾千瓦的光伏發(fā)電站。在多組串逆變器中，包含了不同的單獨(dú)的功率峰值跟蹤和直流到直流的轉(zhuǎn)換器，這些直流通過(guò)一個(gè)普通的直流到交流的逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，并網(wǎng)到電網(wǎng)上。光伏組串的不同額定值（如：不同的額定功率、每組串不同的組件數(shù)、組件的不同的生產(chǎn)廠家等等）、不同的尺寸或不同技術(shù)的光伏組件、不同方向的組串（如：東、南和西）、不同的傾角或遮影，都可以被連在一個(gè)共同的逆變器上，同時(shí)每一組串都工作在它們各自的最大功率峰值上。同時(shí)，直流電纜的長(zhǎng)度減少、將組串間的遮影影響和由于組串間的差異而引起的損失減到最小。

組件逆變器

組件逆變器是將每個(gè)光伏組件與一個(gè)逆變器相連，同時(shí)每個(gè)組件有一個(gè)單獨(dú)的最大功率峰值跟蹤，這樣組件與逆變器的配合更好。通常用于50W到400W的光伏發(fā)電站，總效率低于組串逆變器。這是因?yàn)槭窃诮涣魈幉⒙?lián)，這就增加了交流側(cè)的連線的復(fù)雜性，維護(hù)困難。另一需要解決的問(wèn)題是怎樣能更有效的與電網(wǎng)并網(wǎng)，最直接簡(jiǎn)單的方法是直接通過(guò)普通的交流電插座進(jìn)行并網(wǎng)，這樣可減少成本和設(shè)備的安裝，但往往各地的電網(wǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)可能不允許這樣做，電力公司也極有可能反對(duì)發(fā)電裝置直接和普通家庭用戶的普通插座相連。另一與安全有關(guān)的因素是是否需要使用隔離變壓器（高頻或低頻），或者允許使用無(wú)變壓器式的逆變器。這一逆變器在玻璃幕太陽(yáng)能并網(wǎng)逆變器光伏并網(wǎng)逆變器墻中使用最為廣泛。