關(guān)于獨(dú)立光伏逆變器的研究探討

摘 要：逆變器在獨(dú)立光伏系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用，他可以保障用戶的優(yōu)質(zhì)用電，并且具有穩(wěn)定電壓的作用。逆變器也分為不同的類型，每種類性都有各自的特點(diǎn)，結(jié)合特點(diǎn)選型也特別重要。本篇文章就逆變器的用途、獨(dú)立光伏系統(tǒng)對逆變器的要求、逆變器的工作原理以及逆變器的類型和特點(diǎn)進(jìn)行了研究探討。

關(guān)鍵詞：獨(dú)立光伏系統(tǒng)；逆變器；光伏發(fā)電

近幾年，我們國家打倆發(fā)展太陽能的光伏發(fā)電，并取得了長足的進(jìn)展，獨(dú)立的光伏系統(tǒng)開始被應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)的生活之中。逆變器的效率的高低在獨(dú)立的光伏發(fā)電的系統(tǒng)當(dāng)中，不但影響其他電控設(shè)備及蓄電池組的容量、系統(tǒng)中的光電轉(zhuǎn)換的器件的合理配置與選擇，而且還影響它自身的損耗。逆變器是影響光伏系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的主要的元素，同時(shí)也是在其中產(chǎn)生問題較多的器械裝置。因此，在獨(dú)立光伏系統(tǒng)中是否選擇了正確的逆變器對于發(fā)電系統(tǒng)能否安全的運(yùn)行具有非常重要的意義。

1 逆變器的作用

經(jīng)過太陽光的照射之后，太陽能電池能夠產(chǎn)生直流電，在沒有電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，大部分都是使用蓄電池來儲(chǔ)存電量為該地區(qū)的居民提供電能的，因此，在很多年之前，光伏發(fā)電系統(tǒng)大都是采用直流電的方式對居民實(shí)行供電的。但是，在我國的大部分用電器都是需要交流電來提供動(dòng)力的，比如說電腦、電視、洗衣機(jī)、電冰箱等，所以在這些使用直流電的地區(qū)就造成了很大的不便。并且，在使用交流電的過程中，如果要達(dá)到降低或者是升高電壓的目的，只需要增設(shè)一個(gè)變壓器即可，但是在使用直流電的過程中要完成這項(xiàng)操作就非常的困難。因此，就需要將直流電轉(zhuǎn)換成為交流電，而具有這項(xiàng)功能的設(shè)備就是逆變器。逆變器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中能夠穩(wěn)定電壓，并且對于其供電質(zhì)量也有很好的改善作用。

2 獨(dú)立光伏系統(tǒng)對逆變器的基本要求

在獨(dú)立光伏系統(tǒng)中，逆變器具有著不可或缺的作用。在這個(gè)系統(tǒng)中，蓄電池組和太陽電池方陣是沒有運(yùn)動(dòng)的部件，他們擁有著非常簡單的結(jié)構(gòu)和線路的接線方式，具有非常穩(wěn)定的工作性能，各有一個(gè)邏輯電路部件對系統(tǒng)的控制和充放電保護(hù)進(jìn)行控制，具有非常高的電路集成度，應(yīng)用過程中非常的可靠。從以前的經(jīng)驗(yàn)來看，影響光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)作穩(wěn)定性的最主要的因素就是逆變器，因此，如果想要保障光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行就必須使得逆變器的運(yùn)行做到安全可靠。同時(shí)，逆變器還要滿足光伏系統(tǒng)整機(jī)率高的要求，特別是在低負(fù)載的狀態(tài)下進(jìn)行供電的時(shí)候，依然要保持非常高的效率，這就是逆變器在獨(dú)立光伏系統(tǒng)中的性能優(yōu)良的地方。

還有一個(gè)很重要的獨(dú)立UN光伏系統(tǒng)對逆變器的要求就是，失真度必須低。如果逆變器的輸出電壓是非正弦波或方波的時(shí)候，那么就要求在其輸出電壓當(dāng)中同時(shí)擁有基波和高次諧波。由于渦流現(xiàn)象的出現(xiàn)，高次諧波電流會(huì)導(dǎo)致不必要的損耗，導(dǎo)致一些零部件發(fā)生嚴(yán)重發(fā)熱的狀況，嚴(yán)重威脅到了電器設(shè)備的安全運(yùn)行，而且還十分的危險(xiǎn)。

3 逆變器的工作原理

逆變器具有著把直流電轉(zhuǎn)換成交流電的功能，其工作原理正好與整流器相反。因此，這種具有跟整流相反原理的功能就叫做“逆變”，它是通過功率半導(dǎo)體的斷開和連通的功能來實(shí)現(xiàn)直流電向交流電的轉(zhuǎn)變的。在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中擁有很多種逆變器，他們具有不一樣的工作原理和流程，但是，他們擁有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是逆變的原理?，F(xiàn)已單相橋式逆變?yōu)槔M(jìn)行解釋說明。用E來表示輸入電壓，R來表示逆變器當(dāng)中的電阻負(fù)載。當(dāng)開關(guān)K1和K3被接通之后，電流就從K1、K3和R上流過，這是，電阻R的電壓為左邊是正的，右邊是負(fù)的；當(dāng)開關(guān)K1和K3被斷開把開關(guān)K2和K4接通之后，電流就從R、K2和K4上流過，此時(shí)電阻R上的電壓為右正左負(fù)。當(dāng)K1、K3、K2、K4以頻率f進(jìn)行交替工作的時(shí)候，電阻R上就會(huì)產(chǎn)生狡辯的電壓，其交變頻率為f。畫出它的波形圖能夠看出來，其波形為方波，周期為。如果在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中要做一個(gè)逆變器，需要很多的電路來共同完成。

4 逆變器的種類和特點(diǎn)

4.1 修正正弦波逆變器

修正正弦波逆變器的輸出波波形為一種階梯波。可以有很多種的方法能夠?qū)崿F(xiàn)逆變器的階梯波輸出，而且其產(chǎn)生的階梯數(shù)量也存在很大的不同。修正正弦波相比較方波來說擁有著明顯的優(yōu)勢，在波形方面具有著明顯的改善，擁有比方波更少的高次諧波，當(dāng)階梯的數(shù)量達(dá)到十七個(gè)的時(shí)候，其輸出波形就成為準(zhǔn)正弦波，通過變壓器傳輸?shù)倪^程中，就會(huì)擁有非常高的整機(jī)效率。但是其也擁有著缺點(diǎn)，那就是要使用更多的功率開關(guān)管，其中還有一些線路還需要進(jìn)行多組的直流電輸入。這為接線與蓄電池均衡充電與太陽電池方陣的分組都帶來不便。另外，階梯波的電壓還會(huì)對某些通信設(shè)備或者是錄音機(jī)產(chǎn)生一定的干擾。

4.2 方波逆變器

當(dāng)給方波逆變器進(jìn)行交流通電時(shí)，其會(huì)輸出方形的波形，雖說這些逆變器具有著完全不同的逆變線路，但是他們的線路都特別的簡單，不用大量使用功率開關(guān)管。其逆變器的運(yùn)作功率大約都在數(shù)百瓦到幾千瓦之間。方波逆變器維修起來特別容易，并且造價(jià)非常低，線路非常簡單；但是卻含有比較多的高次諧波，當(dāng)其被用于具有變壓器的電路當(dāng)中時(shí)就會(huì)產(chǎn)生非常大的損耗，對一些通信設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。而且，它還有著非常大的噪音，調(diào)壓范圍也比較的小。

4.3 正弦波逆變器

正弦波逆變器同上交流電壓之后，觀察其輸出波形，會(huì)發(fā)現(xiàn)它的波形為正弦波。正弦波逆變器擁有非常低的失真度，具有非常好的輸出波形，并且噪聲低對通信設(shè)備及收音機(jī)的干擾小，另外還具有整機(jī)性能高，保護(hù)功能齊全等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)就是價(jià)格較昂貴、對維修技術(shù)要求高、線路相對復(fù)雜。

5 總結(jié)

光伏逆變器作為一種半導(dǎo)體組成的器件，具有著非常重要的作用，能夠?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)換成為交流電，對于促進(jìn)我國各地區(qū)的協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)展具有重要的意義。并且，其還能夠在最大的限度上發(fā)揮太陽能電池的功效，對于電路系統(tǒng)具有重要的保護(hù)作用。逆變器的種類也非常多，用戶應(yīng)該根據(jù)自己的具體需要與實(shí)際情況進(jìn)行逆變器的選擇，以實(shí)現(xiàn)目的的最大化。

參考文獻(xiàn)

[1]許勝輝.光伏逆變器的實(shí)驗(yàn)研究[J].武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院雪豹，2014，13（1）：53-57.

（作者單位：佛山市南海飛宇電力電器安裝有限公司）