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太阳能光伏逆变器工作原理和分类的相关知识

光伏逆变器可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电的逆变器,可以反馈回商用输电系统,或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡之一,可以配合一般交流供电的设备使用。

光伏逆变器的工作原理

光伏组件产生的直流电,先经过直流滤波电路,去除电流波动和电磁干扰,进入逆变电路,在逆变电路中现将直流电转换为交流电,再将不规则的交流电整流为正弦波交流电,再由输出端的滤波电路滤除逆变过程中产生高频干扰信号,从而并入电网或者直接供应负载。

光伏逆变器的分类

光伏逆变器有多种不同的分类方式,根据波形调制方式的不同可分为方波型逆变器、阶梯型逆变器、正弦波型逆变器和组合型三相逆变器。

1.方波逆变器

此逆变器输出的电压波形为方波,逆变器线路简单,价格便宜,实现较为容易。缺点是方波电压中含有大量的高次谐波成分,在负载中会产生附加的损耗,并对通信等设备产生较大的干扰,需要外加额外的滤波器。此类逆变器多见于早期,设计功率不超过几百瓦的小容量逆变器。

2.阶梯波逆变器

阶梯波逆变器输出的电压波形为阶梯波形,阶梯波逆变器的优点是输出波形接近正弦波,比方波有明显的改善,高次谐波含量减少。当阶梯波的阶梯达到16个以上f付,输出的波形为准正弦波,整机效率较高。但此逆变器往往需要多组直流电源供电,需要的功率开关管也较多,给光伏阵列分组和蓄电池分组带来不便。

3.正弦波PWM逆变器

正弦波逆变器的优点是输出波形基本为正弦波,在负载中只有很少的谐波损耗,对通信设备干扰小,整机效率高。缺点是设备复杂、价格高。随着电力电子技术的进步,脉宽调制技术的普及,大容量PWM型正弦波逆变器逐渐成为逆变器的主流产品。

4.变颇器

变频器是由三相整流器、电压源的无源逆变器和控制器构成,由于光伏发电系统所发电力为直流的特殊性,光伏变频器不需要三相整流器,而直接将变频器的直流母线接到光伏发电系统的直流母线上。鉴于光伏电力受光照的自然环境影响较大,直流母线一般要加蓄电池来稳定变频器的运行;在变频器控制端子要加弱电控制信号,不停地调节变频器的设定频率,改变变频器输出功率,以达到与光伏阵列最大功率点跟踪的目的。

变频器作为可调节性负载要与光伏阵列的MPPT联合控制,在光伏发电系统中,电动机类动力性负荷尽量配合使用变频器,以减少电动机启动电流的冲击,并可以灵活调节电动机负荷。

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