并網(wǎng)光伏逆變器的基本設(shè)計(jì)

　　無論采用何種技術(shù)，逆變器的基本設(shè)計(jì)都很明確，且非常相似。其核心就是將直流電壓（光伏組件）轉(zhuǎn)換成交流電壓（可并網(wǎng)）的過程。在轉(zhuǎn)變的過程中，不停地轉(zhuǎn)換直流電的正負(fù)極連接，從而形成方向變化的交流電。所以，逆變器的關(guān)鍵部件是橋接開關(guān)（晶體管元件，見圖1：a）），這個(gè)開關(guān)橋的一側(cè)連接輸入的直流電源，在另一側(cè)連接交流電網(wǎng)。在工作過程中，只有兩個(gè)相對的開關(guān)可以同時(shí)關(guān)閉。

　　如果將此開關(guān)橋的開關(guān)速度設(shè)置成與電網(wǎng)頻率相同，則在理論上可以將橋的輸出側(cè)與電網(wǎng)連接。但是，由于這樣輸出的電流是方波，且強(qiáng)度沒有變化，因此需要在輸出端安裝一個(gè)具有鐵芯的電感器，用以將輸出電流控制成為正弦波形狀。橋的斷開采用脈沖過程進(jìn)行，從而形成與脈沖相關(guān)的較小電流分量。這樣的電流分量可以對電感器的電流進(jìn)行控制。脈沖的頻率一般為20KHz ， 這樣就完全可以形成50Hz的電流，見圖1：b）。

　　對于光伏逆變器來說，還有一個(gè)非常重要的設(shè)備不能遺漏：輸入端的電容器，見圖1： c ） 。電容器的作用是儲(chǔ)存電能，確保來自發(fā)電側(cè)的電流持續(xù)一致供給橋接開關(guān)，并通過與電網(wǎng)頻率同步變化的橋進(jìn)入電網(wǎng)。只有在輸入電容器的容量足夠大的情況下，才能夠保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的持續(xù)、正常運(yùn)行。

圖1：光伏逆變器的基本設(shè)計(jì)

　　圖2描述了可用于直接并網(wǎng)的逆變器的基本功能。但在實(shí)際應(yīng)用中，輸入電壓的范圍具有一定的局限性。對于并網(wǎng)發(fā)電應(yīng)用，其輸入電壓必須在任何時(shí)刻都高于電網(wǎng)的峰值電壓。當(dāng)電網(wǎng)電壓的有效值為250V時(shí)，達(dá)到正常并網(wǎng)要求的發(fā)電源側(cè)的最低電壓應(yīng)為354V。

　　與標(biāo)準(zhǔn)逆變器的基本設(shè)計(jì)不同，直接并網(wǎng)逆變器有很多方法來調(diào)整或提升輸入電壓范圍。常用的逆變器技術(shù)方案與結(jié)構(gòu)都各不相同：

圖2：最常用的逆變器電路圖表一覽

　　上面提到的逆變器拓樸結(jié)構(gòu)不僅在電氣隔離方面不同，在可達(dá)到的效率、對電壓的依賴性等方面也各不相同。因此，沒有統(tǒng)一的公式來界定何種逆變器設(shè)計(jì)是最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，用戶必須要考慮到具體使用的逆變器特性。