光伏逆变器介绍

一、光伏逆变器功能

光伏逆变器（下文也简称为“逆变器”）主要功能是将直流电转化为交流电，将直流电变成交流电的过程被称为逆变。

光伏逆变器还具有自动运行和停机、防孤岛效应、电压自动调整功能、最大功率点跟踪控制（仅并网光伏发电系统具备二、三、四功能）等功能。

（1）自动运行和停机功能

日出后，太阳辐射强度逐渐增加，光伏阵列的输出功率也随之增大。当光伏阵列的输出功率达到逆变器工作所需的功率后，逆变器自动开始运行。

此后，逆变器时刻检测光伏阵列的输出功率，只要光伏阵列的输出功率大于逆变器工作所需的功率，逆变器就持续运行。当光伏阵列输出功率减小、逆变器输出功率值接近零时，逆变器转为待机状态（个人理解：此时逆变器停机）。

（2）防孤岛效应功能

在并网光伏发电系统中，当公共电网处于停电状态时，若光伏发电系统不能随公共电网一起停止供电，则将处于继续向本地负载供电的独立运行状态，此种运行状态被称为孤岛效应。孤岛效应对设备和人员存在危害，主要体现在以下几个方面：

1）当检修人员停止公共电网的供电，并对电力系统线路和设备进行检修时，若并网光伏发电系统仍继续供电，则可能造成人员伤亡事故。

2）当公共电网停电后，若并网逆变器继续工作，则当公共电网恢复供电时，公共电网电压值与并网逆变器的输出电压值可能差异较大，从而可能在回路中产生较大的冲击电流，损坏设备。

3）若负载容量与并网逆变器容量不匹配（个人理解：公共电网停电后，光伏发电系统仍供电时，光伏发电系统的供电范围将增大，从而使负载容量可能与并网逆变器容量不匹配），则可能造成正弦波逆变器的损坏。

4）孤岛效应状态下的光伏发电系统脱离了电力管理部门的监控，此种运行方式被电力管理部门认为是不可控和高隐患的操作。

当公共电网失压时，防孤岛效应保护应在2s内启动。判断公共电网是否失压的方式包括被动式和主动式两种。

被动式检测方法是指实时检测公共电网电压的幅值、频率、相位。当公共电网失压时，公共电网的电压幅值、频率、相位将产生跳变信号。被动式检测方法通过该检测跳变信号来判断判断公共电网是否失压。

主动式检测方法通过对公共电网输入小干扰信号，并检测反馈信号判断公共电网是否失压。

（3）电压自动调整功能

并网光伏发电系统向公共电网输出的电压可能超出电力公司的规定运行范围。为了避免此问题，并网光伏发电系统应设置电压自动调整功能。

（4）最大功率点跟踪控制功能

因为光伏发电系统的最大功率点是变化的，所以光伏逆变器需具有最大功率点跟踪（MPPT）控制功能。

 

图片来源：中国慕课大学《光伏发电工程技术》    

二、光伏逆变器分类  

根据逆变器输出相数，光伏逆变器可分类为单相逆变器和三相逆变器。  

根据逆变器在光伏发电系统中的用途，光伏逆变器可分类为独立型光伏逆变器和并网用逆变器。  

根据逆变器交流侧（输出侧）连接器件，光伏逆变器可分类为有源逆变器和无源逆变器。有源逆变电路的交流侧与电网连接，即交流侧连接电源；无源逆变电路的交流侧与负载连接。  

根据逆变器输出电压的波形，光伏逆变器可分类为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器。    

审核编辑：刘清