四、光伏系統(tǒng)中逆變器分類及特點
有關(guān)逆變器分類的原則很多, 例如: 根據(jù)逆變器輸出交流電壓的相數(shù), 可分為單相逆變器和三相逆變器; 根據(jù)逆變器使用的半導(dǎo)體器件類型不同, 又可分為晶體管逆變器、晶閘管逆變器及可關(guān)斷晶閘管逆變器等; 根據(jù)逆變器線路原理的不同, 還可分為自激振蕩型逆變器、階梯波疊加型逆變器和脈寬調(diào)制型逆變器等等。為了便于光電用戶選用逆變器, 這里僅以逆變器輸出交流電壓波形的不同進(jìn)行分類, 并對不同輸出波形逆變器的特點做一簡要說明。
1 方波逆變器
方波逆變器輸出的交流電壓波形為方波, 如圖3(a) 所示。此類逆變器所使用的逆變線路也不完全相同, 但共同的特點是線路比較簡單, 使用的功率開關(guān)管數(shù)量很少。設(shè)計功率一般在幾十瓦至幾百瓦之間。方波逆變器的優(yōu)點是: 價格便宜, 維修簡單。缺點是: 由于方波電壓中含有大量高次諧波, 在以變壓器為負(fù)載的用電器中將產(chǎn)生附加損耗, 對收音機(jī)和某些通訊設(shè)備也有干擾。此外, 這類逆變器中有的調(diào)壓范圍不夠?qū)挘?有的保護(hù)功能不夠完善, 噪聲比較大。
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2 階梯波逆變器
此類逆變器輸出的交流電壓波形為階梯波, 如圖3 ( b) 所示。逆變器實現(xiàn)階梯波輸出也有多種不同的線路, 輸出波形的階梯數(shù)目也不一樣。階梯波逆變器的優(yōu)點是: 輸出波形比方波有明顯改善, 高次諧波含量減少, 當(dāng)階梯達(dá)到17 個以上對輸出波形可實現(xiàn)準(zhǔn)正弦波。當(dāng)采用無變壓器輸出時, 整機(jī)效率很高。缺點是: 階梯波疊加線路使用的功率開關(guān)管較多, 其中有些線路形式還要求有多組直流電源輸入。這給太陽電池方陣的分組與接線和蓄電池的均衡充電均帶來麻煩。此外, 階梯波電壓對收音機(jī)和某些通訊設(shè)備仍有一些高頻干擾。
3 正弦波逆變器
這類逆變器輸出的交流電壓波形為正弦波, 如圖3 (c) 所示。正弦波逆變器的特點是: 綜合技術(shù)性能好, 功能完善, 但線路復(fù)雜。正弦波逆變器的優(yōu)點是: 輸出波形好, 失真度很低, 對收音機(jī)及通訊設(shè)備無干擾, 噪聲也很低。此外, 保護(hù)功能齊全, 整機(jī)效率高。缺點是: 線路相對復(fù)雜, 對維修技術(shù)要求高,價格較貴。上述三種類型逆變器的分類, 有利于光電系統(tǒng)開發(fā)人員和用戶對逆變器進(jìn)行識別和選型。實際上, 波形相同的逆變器在線路原理, 使用器件及控制方法等等方面仍有很大區(qū)別。有關(guān)其它分類方法與特點, 讀者如有興趣, 可參閱有關(guān)電力電子專業(yè)方面的書刊。
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