发布时间：2024-12-09 07:20:12 人气：
光伏知识必备│光伏逆变器的电路结构、原理及故障处理
逆变器是光伏系统中的核心部件，负责将光伏板产生的直流电转换为交流电以供电网使用或直接接入负载。其电路结构主要包括输入电路、输出电路、主逆变开关电路、控制电路、辅助电路、保护电路等关键部分。
输入电路提供给逆变器稳定的直流工作电压，确保逆变电路的正常运行。
主逆变电路是逆变器的中心，通过电力电子开关的导通与关断，实现直流电到交流电的转换。根据隔离方式的不同，主逆变电路分为隔离式和非隔离式两种。
输出电路则对主逆变电路输出的交流电进行修正、补偿和调理，以达到符合电网标准的高质量交流电。
控制电路产生一系列控制脉冲，控制逆变开关器件的导通与关断，配合主逆变电路完成逆变功能。
辅助电路将输入电压转换为适合控制电路工作的直流电压，内部包含各种检测电路，确保逆变器稳定运行。
保护电路则针对逆变器的运行安全进行监控，包括输入过欠压保护、输出过欠压保护、过流保护、短路保护、孤岛保护等，确保逆变器在异常情况下的安全。
逆变器将直流电转换为交流电的过程可以通过半导体功率开关器件在控制电路的作用下以极快的速度进行，实现直流电切断，转换为交流电。
三相并网型逆变器电路原理主要由主电路和微处理器电路两部分组成。主电路负责DC-DC-AC变换和逆变过程，微处理器电路则完成系统并网的控制过程，确保逆变器输出的交流电压值、波形、相位等维持在规定的范围内。
在华为逆变器的常见故障处理方面，针对绝缘阻抗低、母线电压低、漏电流故障、直流过压保护、逆变器开机无响应、电网故障等问题，采用排除法逐步检测，找出问题所在并进行针对性处理。例如，针对绝缘阻抗低的问题，可通过检测直流接头是否有水浸短接支架或者烧熔短接支架，以及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。针对电网故障，需提前勘察电网健康情况，与逆变器厂商沟通，确保项目设计在合理范围内，避免出现电压过高或过低，过/欠频等问题，通过正确选择并网并严抓电站建设质量，以解决电网相关问题。
光伏并网逆变器主电路功率器件的选择
光伏并网逆变器的核心组成部分是主电路的功率器件，其选择对逆变器性能至关重要。目前市场上的主流功率器件包括达林顿功率晶体管（BJT）、功率场效应晶体管（MOS-FET）、绝缘栅晶体管（IGBT）和可关断晶闸管（GTO）等。 对于小功率、低压的光伏并网逆变器，MOSFET是常见的选择。它以低的通态压降和高开关频率而著名，使得它在小容量系统中表现出色，能够有效地降低能耗并提高运行效率。 然而，随着系统容量和电压的提升，IGBT通常被选用在高压大容量系统中。这是因为MOSFET在高压下，其通态电阻会显著增加，这将影响逆变器的性能。相比之下，IGBT在中等容量系统中表现出更好的性能，能更好地平衡功率密度和效率。 对于非常大容量，如100kVA以上的系统，GTO因其强大的关断能力被广泛采用。这种器件能够处理高电流和高电压，确保逆变器在大功率应用中稳定可靠。 因此，在设计光伏并网逆变器时，必须根据具体的应用需求和系统规格，精确选择合适的功率器件，以确保逆变器的高效运行和长期稳定性。扩展资料
我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如12V、24V、48V等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。光伏逆变器什么是光伏逆变器 光伏逆变器原理和作用
光伏逆变器是一种将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电的设备，它能够反馈回商用输电系统或供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中的重要组成部分，能够配合一般交流供电的设备使用。
逆变器可以分为独立型电源用和并网用两种类型。根据波形调制方式，逆变器可以分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。并网系统使用的逆变器可以根据是否含有变压器分为变压器型逆变器和无变变压器型逆变器。
逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要用于将直流电力转换为交流电力。它通常由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路将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；而逆变桥式回路则将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。为了获得实用的逆变器输出波形，通常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窄，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，从而形成一个脉冲波列（拟正弦波）。然后，让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。
逆变器的元器件构成包括电流传感器、电流互感器和电抗器等。电流传感器要求精度高、响应时间快，而且能够耐低温、高温等环境。国内许多厂家采用开环电流传感器来取代闭环电流传感器。电流互感器一般采用BRS系列，从几百到几千安不等，输出信号一般采用0-5安为标准。电抗器是逆变器中用于控制电流的元件。
逆变器具有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，逆变器会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，即使在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。
逆变器还具有最大功率跟踪控制功能。太阳能电池组件的输出受太阳辐射强度和组件自身温度（芯片温度）的影响而变化。此外，由于太阳能电池组件具有电压随电流增大而下降的特性，因此存在能获取最大功率的最佳工作点。太阳辐射强度的变化导致最佳工作点也在变化。始终让太阳能电池组件的工作点处于最大功率点，系统始终从太阳能电池组件获取最大功率输出，这就是最大功率跟踪控制。
在选购光伏逆变器时，首先需要考虑功率。一般根据系统的要求配置对应功率段的逆变器，逆变器的功率应该与太阳能电池方阵的最大功率匹配，一般选取光伏逆变器的额定输出功率与输入总功率相近左右，这样可以节约成本。
其次，需要关注逆变器的关键技术指标。选择合适的输入输出电压范围，确保产品的最优组合。逆变器的欧洲效率将直接影响到光伏发电系统的设计成本与发电效率。太阳电池方阵最大功率跟踪功能（MPPT）及其效率也非常重要。应选用具备基本保护功能的逆变器，如过流/短路保护、过功率保护，过温保护，防雷保护，孤岛保护等功能。逆变器输出电流波形畸变率（THD%）要低于4%。
逆变器需要通过严格的认证标准，以保证光伏电站的稳定、可靠、持续运行。它应具有销售目的地的安规认证、电磁兼容认证，及各国并网认证。以欧洲为例，安规认证包括EN62109-1，EN62109-2；电磁兼容认证包括EN61000-6-1,EN61000-6-2,EN61000-6-3,EN61000-6-4；并网认证包括VDE0126-1-1(德国)。
最后，建议购买市场上口碑不错的品牌。因为一般品牌形象好的公司，通常会在技术，以及维修服务上有较大的投资，能满足对客户的承诺。
光伏逆变器由哪些元件组成，以及其工作原理？
光伏逆变器是太阳能光伏系统中的核心设备，它承担着将光伏电池板产生的直流电转换为适用于家庭或工业用途的交流电的重要任务。该设备由以下关键元件构成：
1. 整流器（Rectifier）：这一部分的主要功能是将光伏电池板输出的直流电转换为稳定的直流电。通常采用二极管整流桥来实现这一转换。
2. 中间直流电容器（Intermediate DC Capacitor）：电容器用于储存电能，并平滑直流电压的波动，确保输出电压的稳定性。
3. 逆变器（Inverter）：逆变器是光伏逆变器的核心，它将中间直流电容器中的直流电转换为交流电。这一转换通过一系列的开关器件（通常是晶体管或功率MOSFET）来控制电流的方向和大小。
4. 输出滤波器（Output Filter）：滤波器的作用是减少逆变器输出交流电中的高频噪声，提供更高质量的交流电。
5. 控制电路（Control Circuit）：这一部分负责监控光伏电池板的输出情况，并根据实际情况调整逆变器的工作状态，以保证系统的高效运行。
光伏逆变器的工作原理可以简要描述如下：
直流输入（DC Input）：光伏逆变器接收来自光伏电池板的直流电输入。
整流（Rectification）：直流电通过整流器转换为可调节频率的直流电。
储存和平滑（Storage and Smoothing）：中间直流电容器储存电能，并平滑直流电压，为逆变环节提供稳定的直流电。
逆变（Inversion）：逆变器将中间直流电容器中的电能转换为交流电。这一过程通过控制开关器件的开关动作来完成，从而产生符合要求的交流电。
输出滤波（Output Filtering）：输出滤波器对逆变器产生的交流电进行处理，减少高频噪声，提供更干净的交流电输出。
控制（Control）：控制电路不断监控光伏电池板的输出情况，并根据需要调整逆变器的工作状态，以实现最高的能量转换效率。
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