如何为离网系统配备逆变器

如何为离网系统选择逆变器

为了离网光伏发电系统中，逆变器的效率将直接影响整个系统的效率。因此，太阳能光伏发电系统中逆变器的控制技术具有重要的研究意义。在逆变器的设计中，通常采用模拟控制方法。然而，模拟控制系统存在诸多缺陷，如元件老化和温漂效应、对电磁干扰敏感、元件数量较多等。典型的模拟PWM逆变控制系统采用自然采样的方法，将正弦调制波与三角载波进行比较来控制触发脉冲。然而，三角波发生电路容易受到温度、高频（20kHz）时器件特性等因素，导致输出电压出现直流偏移、谐波含量增加、死区时间变化等不良影响。高速数字信号处理器（DSP）的发展使得太阳能光伏发电系统中逆变器的数字控制成为可能。由于其大部分指令可以在一个指令周期内完成，因此可以实现更为复杂的高级控制算法，进一步提高输出波形的动态和稳态性能，简化整个系统的设计，使系统具有良好的一致性。高速数字信号处理器（DSP）的发展使得太阳能光伏发电系统中逆变器的数字控制成为可能。由于其大部分指令可以在一个指令周期内完成，因此可以实现更为复杂的高级控制算法，进一步提高输出波形的动态和稳态性能，简化整个系统的设计，使系统具有良好的一致性。高速数字信号处理器（DSP）的发展使得太阳能光伏发电系统中逆变器的数字控制成为可能。由于其大部分指令可以在一个指令周期内完成，因此可以实现更为复杂的高级控制算法，进一步提高输出波形的动态和稳态性能，简化整个系统的设计，使系统具有良好的一致性。

逆变器是一种电力电子电路，可将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电以供给交流负载。它是整个太阳能发电系统的关键组成部分。离网太阳能逆变器有两个基本功能：一方面为交流负载提供完成DC/AC转换的电源，另一方面找到最佳工作点以优化太阳能光伏系统的效率。对于特定的太阳辐射、温度和太阳能电池类型，太阳能光伏系统具有独特的最佳电压和电流，使得光伏发电系统能够发出最大功率。因此，对离网太阳能光伏发电系统中的逆变器提出以下基本要求：

1）逆变器应具有合理的电路结构，严格的元器件选型，并具有多种保护功能，如输入直流极性反接保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。

2）直流输入电压适应范围广。由于太阳能电池方阵的端电压随负载和阳光强度的变化，虽然蓄电池对太阳能电池的电压有钳位作用，但蓄电池的电压随着剩余容量和内阻的变化而波动。电池，尤其是电池老化时，端电压变化范围较大，如12V电池，端电压可在10V至16V之间变化，这就要求逆变器保证在较宽的直流输入电压范围内正常工作并保证交流输出电压稳定在负载所需的电压范围内。

3）逆变器应尽量减少电能转换的中间阶段，以节省成本并提高效率。

4）逆变器应具有高效率。由于目前太阳能电池价格较高，为了最大限度地利用太阳能电池，提高系统效率，需要提高逆变器的效率。

5）逆变器应具有高可靠性。目前离网太阳能光伏发电系统主要应用于偏远地区，很多离网太阳能光伏发电系统都是无人值守、无人维护的。这就要求逆变器具有较高的可靠性。

6）逆变器输出电压与国内市电电压同频率、同幅值，适合一般用电负载。

7）在中大容量离网太阳能光伏发电系统中，逆变器的输出应为低失真的正弦波。由于中大容量系统采用方波电源，输出中会含有较多的谐波成分，高次谐波会产生额外损耗。许多离网太阳能光伏发电系统都加载有通信或仪表设备，对电能质量有很高的要求。对于离网太阳能光伏发电系统中的逆变器来说，高质量的输出波形有两个要求：一是稳态精度高，包括THD值小，基波分量与参考分量之间没有相位和幅度的静态差异。波形；二是动态性能好，