光伏逆变器产品(chǎnpǐn)发展历程：SMA是全球最早生产光伏逆变器的生产企业，占全球市场33%左右的市场份额，为全球光伏逆变器领军企业，其产品发展历程具有(jùyǒu)一定的代表性。SMA公司光伏逆变器产品发展情况国内外技术对比分析：目前我国在小功率逆变器上与国际处于同一水平，在大功率并网逆变器上，合肥阳光电源大功率逆变器2005年已经批量向国内、国际供货。该公司250KW、500KW等大功率产品都取得了国际、国内认证，部分技术指标已经超过国外产品水平，并在国内西部荒漠、世博会、奥运场馆等重点项目上运行，效果良好。第二页，共57页。.光伏逆变器供应(gōngyìng)企业国内逆变器的主要(zhǔyào)生产企业第三页，共57页。.光伏逆变器的分类(fēnlèi)：光伏逆变器按宏观可分为(fēnwéi)：1.普通型逆变器2.逆变/控制一体机3.邮电通信专用逆变器4.航天、军队专用逆变器第四页，共57页。.１．按逆变器输出(shūchū)交流电能的频率分：（1）工频逆变器工频逆变器的频率为５０～６０Ｈｚ的逆变器（2）中频逆器中频逆变器的频率一般为４００Ｈｚ到十几ｋＨｚ（3）高频逆变器高频逆变器的频率一般为十几KＨｚ到ＭＨｚ。第五页，共57页。.•按逆变器输出的相数分可分为：•（1）单相(dānxiānɡ)逆变器•（2）三相逆变器•（3）多相逆变器•按照逆变器输出电能的去向分可分为：•（1）有源逆变器•（2）无源逆变器•按逆变器主电路的形式分可分为：•（1）单端式逆变器•（2）推挽式逆变器•（3）半桥式逆变器•（4）全桥式逆变器第六页，共57页。.•按逆变器主开关器件(qìjiàn)的类型分可分为：•（1）晶闸管逆变器•（2）晶体管逆变器•（3）场效应逆变器•（4）绝缘栅双极晶体管（IGBT）逆变器•按直流电源分可分为:•（1）电压源型逆变器（VSI）•（2）电流源型逆变器（CSI）•按逆变器控制方式分可分为：•（1）调频式（PFM）逆变器•（2）调脉宽式（PWM）逆变器•按逆变器开关电路工作方式分可分为：•（1）谐振式逆变器•（2）定频硬开关式逆变器•（3）定频软开关式逆变器第七页，共57页。.按逆变器输出电压或电流的波形分可分为：（1）方波逆变器方波逆变器输出的电压波形为方波，此类逆变器所使用的逆变电路也不完全相同，但共同的特点是线路比较简单，使用的功率开关数量很少。设计功率一般在百瓦至千瓦之间。方波逆变器的优点是：线路简单，维修方便，价格便宜。缺点是方波电压中含有大量的高次谐波，在带有铁心电感或变压器的负载用电器中将产生附加损耗，对收音机和某些通讯设备有干扰。此外，这类逆变器还有调压范围不够宽，保护功能不够完善，噪声比较大等缺点。（2）阶梯波逆变器此类逆变器输出的电压波形为阶梯波。逆变器实现阶梯波输出也有多种不同的线路。输出波形的阶梯数目差别很大。阶梯波逆变器的优点是：输出波形比方波有明显改善，高次谐波含量减少，当阶梯达到17个以上时输出波形可实现准正弦波，当采用无变压器输出时整机效率很高。缺点是阶梯波叠加线路使用的功率开关较多，其中还有些线路形式还要求有多组直流电源输入。这给太阳能电池方阵(fānɡzhèn)的分组与接线和蓄电池的均衡充电均带来麻烦。此外阶梯波电压对收音机和某些通讯设备仍有一些高频干扰。第八页，共57页。.（3）正弦波逆变器正弦波逆变器输出的电压波形为正弦波正弦波逆变器的优点(yōudiǎn)是：输出波形好，失真度很低，对收音机及通讯设备干扰小，噪声低。此外，保护功能齐全，整机效率高。缺点是：线路相对复杂，对维修技术要求高，价格昂贵。按隔离方式光伏逆变器可分为：（1）独立光伏系统逆变器独立逆变器包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源，阴极保护，太阳能路灯等带有蓄电池的独立发电系统。第九页，共57页。.（2）并网光伏系统逆变器并网发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。通过光伏组件将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后转换后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。逆变器的特点(tèdiǎn)：逆变器的主要特点(tèdiǎn)包括：第十页，共57页。.•（1）要求具有较高的效率•由于目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度的利用太阳能电池，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•目前光伏电站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）要求输入电压(diànyā)有较宽的适应范围•由于太阳能电池的端电压(diànyā)随负载和日照强度变化而变化。特别是当蓄电池老化时其端电压(diànyā)的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压(diànyā)可能在10V~16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压(diànyā)范围内保证正常工作。•第十一页，共57页。.光伏逆变器的工作(gōngzuò)原理：逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。该电路通过电力(diànlì)电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。逆变器简单原理图第十二页，共57页。. 几种逆变技术(jìshù) 分析 1. 低频环节逆变技术  此技术可以分为：方波逆变、阶梯合成逆变、脉宽调制逆变三种，但 这三种逆变器的共同点都是用来实现电器隔离和调整变压比的变压器工作频率等 于输出电压频率，所以称为低频环节逆变器，该电路结构(jiégòu) 由工频或高频 逆变器、工频变压器以及输入、输出滤波器构成，如图1 所示，具有电路结构 (jiégòu) 简洁、单级功率变换、变换效率高等优点，但同时也有变压器体积和重量 大、音频噪音大等缺点。 图1 低频环节逆变原理图 第十三页，共57 页。 .  2. 高频环节逆变技术  高频环节逆变电路如图2 所示，就是利用高频变压器替代低频变压 器进行能量传输、并实现变流装置的一、二次侧电源之间的电器隔离，从 而减小了变压器的体积和重量，降低了音频噪音，此外逆变器还具有变换 效率高、输出电压纹波小等优点。此类技术中也有不用变压器隔离的，在 逆变器前面直接用一级高频升压环节，这级高频环节可以提高逆变侧的直 流电压，使得逆变器输出与电网电压相当，但是(dànshì) 这样方式没有实 现输入输出的隔离，比较危险，相比这两种技术来讲，高频环节的逆变器 比低频逆变器技术难度高、造价高、拓扑结构复杂。  图2 高频环节逆变原理图 第十四页，共57 页。 .  单相逆变电路拓扑的介绍：   实现逆变有很多种典型的电路拓扑，主要有推挽逆变拓扑、 半桥逆变拓扑、全桥逆变拓扑三种，下文将对这三种拓扑进行介绍。 推挽逆变拓扑：  图3 所示的推挽电路只用两个开关元器件，比全桥电 路少用了一半的开关器件，可以提高能量利用率，另外驱动电路具 有(jùyǒu) 公共地，驱动简单，适用原边电压比较低的场合，但由于 本身电路的结构特点，推挽电路拓扑无法输出正弦电压波形，只能 输出方波电压波形，适用于1KW 以下的方波电压方案。 图 3 推挽逆变原理图 第十五页，共57 页。 .  半桥逆变拓扑：  图4 所示的半桥逆变电路，其功率开关元器件也比较少，结构 简单，但主电路交流输出的电压(diànyā) 幅值仅为ui/2 ，在同等容量下， 其功率开关的额定电流为全桥逆变电路中的功率元器件额定电流的2 倍， 由于分压电容的作用，该电路还具有较强的抗电压(diànyā) 输出不平衡能力。  图 4 半桥逆变原理图 第十六页，共57 页。 .  全桥逆变拓扑：   图5 所示的全桥逆变电路，使用了4 个开关元器件，开关端 电压为Ui ，在相同的直流输入电压下，其最大输出电压是半桥逆变电 路的两倍。这就意味着在输出相同功率的情况下，全桥逆变器输出电流 和通过开关元器件的电流均为半桥逆变电路的一半(yībàn) ，但驱动电 路相比于前面两种来得复杂。 图 5 全桥逆变电路 第十七页，共57 页。 .  并网(bìnɡ wǎnɡ) 逆变器的电路结构：    上图为并逆变器内部功能模块框图。光伏输入在逆变器直流 侧汇总，升压电路将输入直流电压提高到逆变器所需的值。MPP 跟 踪器保证光伏阵列(zhèn liè) 产生直流电能能最大程度地被逆变器所使 用。IGBT 全桥电路将直流电转换成交流电压和电流。保护功能电路 在逆变器运行过程中监测运行状况，在非正常工作条件下可触发内部 继电器从而保护逆变器内部元器件免受损坏。 第十八页，共57 页。 .  逆变器的控制方案：  逆变器的控制方法主要有采用经典控制理论的控制策略和采用 现代控制理论的控制策略两种。 （1）经典控制理论的控制策略 1、电压均值反馈控制  他是给定一个电压均值，反馈采样输出电压的均值，两者相 减得到一个误差，对误差进行PI 调节，去控制输出。他是一个恒值调 节系统，优点(yōudiǎn) 是输出可以达到无净差，缺点是快速性不好。 2、电压单闭环瞬时值反馈控制  电压单闭环瞬时值反馈控制采用的电压瞬时值给定，输出电 压瞬时值反馈，对误差进行PI 调节，去输出控制。他是一个随动调节 系统，由于积分环节存在相位滞后，系统不可能达到无净差，所以这 种控制方法的稳态误差比较大，但快速性比较好。 3、电压单闭环瞬时值和电压均值相结合的控制方法  由于电压瞬时值单闭环控制系统的稳态误差比较大，而电 压均值反馈误差比较小，可以再PI 控制的基础上再增设一个均值电压 反馈，以提高系统的稳态误差。  第十九页，共57 页。 . 4 、电压电流双闭环瞬时控制  电压单闭环控制在抵抗负载扰动方面的缺点与直流电机的转速