光伏逆变器,其英文为 PV inverter,是能够将光伏太阳能板锁产生的可变直流电压转换成为市电频率交流的逆变器,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(BOS)之一,可以配合一般交流供电的设备使用。太阳能逆变器有配合光伏阵列的特殊功能,例如最大功率点追踪及孤岛效应保护的机能。

 


太阳电池在阳光照射下产生直流电,然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。例如:日光灯、电视机、电冰箱、电风扇等均不能直接用直流电源供电,绝大多数电动机械也是如此。此外,当供电系统需要升高电压或降低电压时,交流系统只需加一个变压器即可,而在直流系统中升降电压的技术就要复杂得多了。因此,除直接使用直流电源的通信、气象等特殊用户外,在供应生产生活用电的光伏发电系统中都需要配备光伏逆变器。

 

 

光伏逆变器的工作原理

1、全控型光伏逆变器工作原理:为通常使用的单相输出的全桥逆变主电路,交流元件采用 IGBT 管 Q11、Q12、Q13、Q14,并由 PWM 脉宽调制控制 IGBT 管的导通或截止。当逆变器电路接上直流电源后,先由 Q11、Q14 导通,Q1、Q13 截止,则电流由直流电源正极输出,经 Q11、L 或感、变压器初级线圈图 1-2,到 Q14 回到电源负极当 Q11、Q14 截止后,Q12、Q13 导通,电流从电源正极经 Q13、变压器初级线圈 2-1 电感到 Q12 回到电源负极。此时,在变压器初级线圈上,已形成正负交变方波,利用高频 PWM 控制,两对 IGBT 管交替重复,在变压器上产生交流电压。由于 LC 交流滤波器作用,使输出端形成正弦波交流电压。当 Q11、Q14 关断时,为了释放储存能量,在 IGBT 处并联二级管 D11、D12 使能量返回到直流电源中去。

 

2、半控型光伏逆变器工作原理:半控型逆变器采用晶闸管元件。Th1、Th2 为交替工作的晶闸管,设 Th1 先触发导通,则电流通过变压器流经 Th1,同时由于变压器的感应作用,换向电容器 C 被充电到大的 2 倍的电源电压。按着 Th2 被触发导通,因 Th2 的阳极加反向偏压 Th1 截止,返回阻断状态。这样,Th1 与 Th2 换流,然后电容器 C 又反极性充电如此交替触发晶闸管流交替流向变压器的初级,在变压器的次级得到交流电,在电路中,电感 L 可以限制换向电容 C 的放电电流,延长放电时间,保证电路关断时间大于晶闸管的关断时间,而不需容量很大的电容器。D1 和 D2 是 2 只反馈二极管,可将电感 L 中的能量释放,将换向剩余的能量送回电源,完成能量的反馈作用。