光伏逆变器工作原理和逆变器的作用

导语
随着光伏市场的火热，光伏企业也如雨后春笋般冒了出来。对太阳能发电行业来说，光伏逆变器起到了关键性作用。不同的品牌的产品在实际的发电量、使用体验上也有参差不齐的表现。那到底该如何选择适合自己电站的光伏逆变器？要想知道光伏逆变器什么牌子好，首先要搞明白光伏逆变器工作原理、光伏逆变器的作用等基本问题。

一、光伏逆变器简介

逆变器又称电源调整器，根据逆变器在光伏发电系统中的用途可分为独立型电源用和并网用二种。根据波形调制方式又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。对于用于并网系统的逆变器，根据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变变压器型逆变器。

二、光伏逆变器工作原理
逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要用于把直流电力转换成交流电力。一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压；逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。逆变器主要由晶体管等开关元件构成，通过有规则地让开关元件重复开-关（ON-OFF），使直流输入变成交流输出。当然，这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实用。一般需要采用高频脉宽调制（SPWM），使靠近正弦波两端的电压宽度变狭，正弦波中央的电压宽度变宽，并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝一方向动作，这样形成一个脉冲波列（拟正弦波）。然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。

三、光伏逆变器的作用
1.最大功率跟踪功能

太阳能电池板的电流和电压是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温度而变化的，因此输出的功率也会变化，为了保证输出电力最大化，就要尽可能的获取电池板的最大输出功率。逆变器的MPPT跟踪功能就是针对这一特性设计的。

2.防单独运行功能

逆变器中一般配置了防孤岛装置，当电网电压为0时，逆变器就会停止工作。之所以这样做，主要是为了电网的安全考虑。3.自动运行和停机功能

早晨日出后，太阳辐射强度逐渐增强，太阳电池的输出也随之增大，当达到逆变器工作所需的输出功率后，逆变器即自动开始运行。进入运行后，逆变器便时时刻刻监视太阳电池组件的输出，只要太阳电池组件的输出功率大于逆变器工作所需的输出功率，逆变器就持续运行；直到日落停机，即使阴雨天逆变器也能运行。当太阳电池组件输出变小，逆变器输出接近0时，逆变器便形成待机状态。

四、光伏逆变器选购窍门
1.确认自己的光伏电站适合安装多大功率的逆变器

一般电站安装容量是根据土地或者屋顶使用面积来计算的，计算时要考虑到倾斜角度、支架安装方式等，以尽量不出现阴影遮挡为原则。

2.考察逆变器拥有几路MPPT几路输入

逆变器MPPT的路数在很大程度上决定着一个光伏电站的发电量，而逆变器输入路数往往决定了一个光伏电站是否更加容易进行配板设计，更加节省线缆等辅助材料。

3.逆变器发电能力

逆变器的发电能力跟逆变器的散热、元器件性能、故障率等很多方面都有关系，在参数上主要看效率和电压范围，逆变器工作电压范围下限越低则逆变器会启动越早、关机越晚，而工作电压范围上限越高，逆变器在高峰发电时的承受能力越强，光照更强的时候不容易降额甚至关机，运行更稳定。

4.保护问题

通常并网逆变器的基本保护功能有：输入过压欠压保护，输入过流保护，短路保护，过热保护，防雷击保护；并网保护有：输出过压保护，输出过流保护，过频、欠频保护以及防孤岛效应保护。

5.散热解决方案

目前行业内通用的散热方式有强制风冷、自然冷却、水冷三种，其中水冷方式主要应用于大型集中式逆变器且应用较少。从逆变器角度来看，家庭用单相逆变器功率等级较低，散热较少且应用于家庭。

6.超配能力

逆变器的超配能力一般跟机器的输入路数及可以承担的最大直流输入功率有关，目前正规品牌逆变器在设计时都会预留部分超配余量，一般为1.1倍左右。

7.售后服务能力

目前国内逆变器行业内一般采用5年质保，同时部分扶贫项目中也会提出6年或8年质保要求。第二个要注意的是逆变器供应商的售后服务响应速度，逆变器出现故障后是否能迅速恢复发电是直接关系光伏电站发电量的大问题。

五、光伏逆变器的应用
光伏逆变器主要用在太阳能发电行业。光伏逆变器是电力电子技术在太阳能发电领域的应用，行业技术水平和电力电子器件、电路拓扑结构、专用处理器芯片技术、磁性材料技术和控制理论技术发展密切相关。　功率等级在200 瓦～500 瓦的微型逆变器，可方便地在幕墙、窗台、小型屋面上使用，在最近几年也成为一个细分市场热点。

六、光伏逆变器常见故障
1.绝缘阻抗低：使用排除法。把逆变器输入侧的组串全部拔下，然后逐一接 上，利用逆变器开机检测绝缘阻抗的功能，检测问题组串，找到问题组串后重点检查直流接头是否有水浸短接支架或者烧熔短接支架，另外还可以检查组件本身是否在边缘地方有黑斑烧毁导致组件通过边框漏电到地网。

2.母线电压低：如果出现在早/晚时段，则为正常问题，因为逆变器在尝试极限发电条件。如果出现在正常白天，检测方法依然为排除法，检测方法与1项相同。

3.漏电流故障：这类问题根本原因就是安装质量问题，选择错误的安装地点与低质量的设备引起。故障点有很多：低质量的直流接头，低质量的组件，组件安装高度不合格，并网设备质量低或进水漏电，一但出现类似问题，可以通过在洒粉找出**点并做好绝缘工作解决问题，如果是材料本省问题则只能更换材料。

4.直流过压保护：随着组件追求高效率工艺改进，功率等级不断更新上升，同时组件开路电压与工作电压也在上涨，设计阶段必须考虑温度系数问题，避免低温情况出现过压导致设备硬损坏。

5.逆变器开机无响应：请确保直流输入线路没有接反，一般直流接头有防呆效果，但是压线端子没有防呆效果，仔细阅读逆变器说明书确保正负极后再压接是很重要的。逆变器内置反接短路保护，在恢复正常接线后正常启动。

6.电网故障：可能出现电网过压、电网欠压、电网过/欠频、电网无压、电网缺相等故障，检查并网线路、缺相电路。