一、光伏逆變器的簡(jiǎn)介

　　通常，把將交流電能變換成直流電能的過(guò)程稱為整流，把完成整流功能的電路稱為整流電路，把實(shí)現(xiàn)整流過(guò)程的裝置稱為整流設(shè)備或整流器。與之相對(duì)應(yīng)，把將直流電能變換成交流電能的過(guò)程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實(shí)現(xiàn)逆變過(guò)程的裝置稱為逆變?cè)O(shè)備或逆變器。逆變器又稱電源調(diào)整器，根據(jù)逆變器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的用途可分為獨(dú)立型電源用和并網(wǎng)用二種。根據(jù)波形調(diào)制方式又可分為方波逆變器、階梯波逆變器、正弦波逆變器和組合式三相逆變器。對(duì)于用于并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器，根據(jù)有無(wú)變壓器又可分為變壓器型逆變器和無(wú)變壓器型逆變器。逆變器有多種類(lèi)型，因此在選擇機(jī)種和容量時(shí)需特別注意。尤其在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，光伏逆變器效率的高低是決定太陽(yáng)電池容量和蓄電池容量大小的重要因素。

二、光伏逆變器的結(jié)構(gòu)原理

　　逆變器是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于把直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力。一般由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成。升壓回路把太陽(yáng)電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓；逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓等價(jià)地轉(zhuǎn)換成常用頻率的交流電壓。逆變器主要由晶體管等開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，通過(guò)有規(guī)則地讓開(kāi)關(guān)元件重復(fù)開(kāi)-關(guān)（ON-OFF），使直流輸入變成交流輸出。當(dāng)然，這樣單純地由開(kāi)和關(guān)回路產(chǎn)生的逆變器輸出波形并不實(shí)用。一般需要采用高頻脈寬調(diào)（SPWM），使靠近正弦波兩端的電壓寬度變狹，正弦波中央的電壓寬度變寬，并在半周期內(nèi)始終讓開(kāi)關(guān)元件按一定頻率朝一方向動(dòng)作，這樣形成一個(gè)脈沖波列（擬正弦波）。然后讓脈沖波通過(guò)簡(jiǎn)單的濾波器形成正弦波。

三、光伏逆變器的功能

　　逆變器不僅具有直交流變換功能，還具有最大限度地發(fā)揮太陽(yáng)電池性能的功能和系統(tǒng)故障保護(hù)功能。歸納起來(lái)有自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能、最大功率跟蹤控制功能、防單獨(dú)運(yùn)行功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、自動(dòng)電壓調(diào)整功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流檢測(cè)功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）、直流接地檢測(cè)功能（并網(wǎng)系統(tǒng)用）。

1、自動(dòng)運(yùn)行和停機(jī)功能

　　早晨日出后，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，太陽(yáng)電池的輸出也隨之增大，當(dāng)達(dá)到逆變器工作所需的輸出功率后，逆變器即自動(dòng)開(kāi)始運(yùn)行。進(jìn)入運(yùn)行后，逆變器便時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)視太陽(yáng)電池組件的輸出，只要太陽(yáng)電池組件的輸出功率大于逆變器工作所需的輸出功率，逆變器就持續(xù)運(yùn)行；直到日落停機(jī)，即使陰雨天逆變器也能運(yùn)行。當(dāng)太陽(yáng)電池組件輸出變小，逆變器輸出接近0時(shí)，逆變器便形成待機(jī)狀態(tài)。

2、最大功率跟蹤控制功能

　　太陽(yáng)電池組件的輸出是隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和太陽(yáng)電池組件自身溫度（芯片溫度）而變化的。另外由于太陽(yáng)電池組件具有電壓隨電流增大而下降的特性，因此存在能獲取最大功率的最佳工作點(diǎn)。太陽(yáng)輻射強(qiáng)度是變化著的，顯然最佳工作點(diǎn)也是在變化的。相對(duì)于這些變化，始終讓太陽(yáng)電池組件的工作點(diǎn)處于最大功率點(diǎn)，系統(tǒng)始終從太陽(yáng)電池組件獲取最大功率輸出，這種控制就是最大功率跟蹤控制。太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)用的逆變器的最大特點(diǎn)就是包括了最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）這一功能。

四、光伏逆變器的發(fā)展前景

　　光伏逆變器是電力電子技術(shù)在太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用，行業(yè)技術(shù)水平和電力電子器件、電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、專(zhuān)用處理器芯片技術(shù)、磁性材料技術(shù)和控制理論技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)。2005至2010年，全球光伏逆變器市場(chǎng)規(guī)模由10.7億美元增至71.8億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為46.3%。歐洲、亞太地區(qū)及北美地區(qū)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是光伏逆變器市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力。據(jù)《2013-2017年全球光伏逆變器行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》[1]監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2007年我國(guó)光伏新增裝機(jī)量?jī)H20MW，到2010年國(guó)內(nèi)光伏新增裝機(jī)量約520MW，是2009年228MW裝機(jī)量的2倍多。2011年我國(guó)新增裝機(jī)量達(dá)到2.9GW，在全球排名第四。前瞻網(wǎng)預(yù)計(jì)，2015年我國(guó)光伏逆變器需求量將達(dá)到5.0GW，2020年將達(dá)到10GW。在我國(guó)“十一五”期間，諸如逆變器等光伏發(fā)電配套設(shè)備多處在研發(fā)和創(chuàng)新階段，較少受到政策關(guān)注。“十二五”時(shí)期，光伏發(fā)電市場(chǎng)的趨勢(shì)是向全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，晶硅、組件以外的配套設(shè)備將受到市場(chǎng)與政策的進(jìn)一步關(guān)注，發(fā)改委將逆變器列入指導(dǎo)目錄鼓勵(lì)類(lèi)，就是這一趨勢(shì)的體現(xiàn)。2010年，我國(guó)光伏并網(wǎng)容量達(dá)500兆瓦，逆變器市場(chǎng)在5億元左右。目前，“十二五”國(guó)內(nèi)的光伏裝機(jī)容量目標(biāo)大幅上調(diào)到10GW，較之前公布的目標(biāo)翻了一番。假設(shè)這些裝機(jī)全部并網(wǎng)，按照1元/瓦造價(jià)計(jì)算，預(yù)計(jì)到2015年，國(guó)內(nèi)逆變器市場(chǎng)將達(dá)到100億元。

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