光伏并网逆变器原理图

光伏发电站的逆变器怎么设置

太阳能光伏发电并网系统中的并网逆变器设置方式分为：集中式、主从式、分布式和组串式。

1、集中式

集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵，在电气设计时，采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。

对于大型并网光伏系统，如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同，通常采用大型的集中式三相逆变器。

该方式的主要优点是：整体结构中使用光伏并网逆变器较少，安装施工较简单；使用的集中式逆变器功率大，效率较高，通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右，对于9.3MWp光伏发达系统而言，因为使用的逆变器台数较少，初始成本比较低；并网接入点较少，输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障，将造成大面积的太阳能光伏发电系统停用。

集中逆变一般用于大型光伏发电站（>10kW）的系统中，很多并行的光伏电池组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。

最大特点是系统的功率高，成本低。但受光伏电池组串匹配和部分遮影的影响，导致整个光伏系统的效率不高。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏电池单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。

在SolarMax(索瑞·麦克)集中逆变器上，可以附加一个光伏电池阵列的接口箱，对每一串的光伏电池组串进行监控，如其中有一组光伏电池组串工作不正常，系统将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串光伏电池停止工作，从而不会因为一串光伏电池串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。

2、主从式

对于大型的光伏发电系统可采用主从结构，主从结构其实也是集中式的一种，该结构的主要特点是采用2～3个集中式逆变器，总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候，只有一个逆变器工作，以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率；在太阳辐射升高，太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时，另一台逆变器自动投入运行。

为了保证逆变器的运行时间均等，主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。主从式并网发电原理如图2所示。主从结构的初始成本会比较高，但可提高光伏发电系统逆变器运行时的效率，对于大型的光伏系统，效率的提高能够产生较大的经济效益。

3、分布式

分布式并网发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵，在电气设计时，可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电，大型的分布式系统主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。

分布式系统将相同朝向，倾角以及无阴影的光伏电池组件串成一串，由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵，安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒，降低成本；还可以对并网光伏发电系统进行分片的维修，减少维修时的发电损失。

分布式并网发电的主要缺点是：对于大中型的上百千瓦甚至兆瓦级的光伏发电系统，需要使用多台并网逆变器，初始的逆变器成本可能会比较高；因为使用的逆变器台数较多，逆变器的交流侧和公用电网的接入点也较多，需要在光伏发电系统的交流侧将逆变器的输出并行连接，对电网质量有一定影响。

4、组串式

光伏并网组串逆变器是将每个光伏电池组件与一个逆变器相连，同时每个光伏电池组件有一个单独的最大功率峰值跟踪，这样光伏电池组件与逆变器的配合更好。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器，组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（1kW～5kW）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏阀电厂使用组串逆变器，优点是不受光伏电池组串间差异和遮影的影响。

在组串间引入“主-从”概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏电池组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。

多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中，包含了不同的单独功率峰值跟踪DC/DC变换器，DC/DC变换器的输出通过一个普通的逆变器转换成交流电与电网并联。由于是在交流处并联，这就增加了交流侧的连线的复杂性，维护困难。

另需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流开关进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器（高频或低频），或允许使用无变压器式的逆变器。

光伏组串的不同额定值（如：不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等）、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串（如：东、南和西）、不同的倾角或遮影，都可以被连在一个共同的逆变器上，同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时，直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。

三相四线表光伏发电并网接线怎么接？

三相四线表光伏发电并网接线怎么接？

光伏并网电表安装接线示意图

光伏电站的并网方式可以分为两种，一种是单相并网运行，一种是三相并网运行。光伏的两种并网方式主要与光伏电站的逆变器相关，因为逆变器的分类根据其功率的大小，可以分为单相逆变器（小于等于8Kw）和三相逆变器（大于8Kw）。 

对于逆变器容量在8KW以上的光伏电站来说，逆变器的输出是三相电，此时要进行并网，需要安装三相双向电表。对于“自发自用，余电上网”的用户来说，首先要向当地电力局申请并网，申请通过后，会获得供电局免费提供的双向电表，如果您的电站规模在8kW以上，电表一般为三相电表，那么三相电表该如何连接呢？自发自用，余电上网模式 

这种模式就是自家安装的家用光伏电站所发电量，一部分用于自家电器的用电消耗，剩余部分卖给国家电网。家用光伏电站发的所有电量，都可以享受国家0.42元/度的补贴，卖电给国家电网的部分电量按照当地脱硫电价回收(分阶梯收费)。三相电表三相电表的接线端子示意图 

三相电表的1,4,7端子是A,B,C三相进线，3,6,9是A,B,C三相出线。10号端子接零线N. 

三相电表光伏并网电表安装接线示意图 

在并网之前，我们首先要知道，三相电的颜色：A相（第一相）为**，B相（第二相）为绿色，C相（第三相）为红色。目前主要有以下几种叫法：A，B，C相或者L1，L2，L3相或者U，V，W相，顺序都是一样的，并网示意图如下图所示。 

示意图1：三相双向电表+单向电表 

示意图2：三相双向电表+三相单向电表+单向电表 

示意图3：三相双向电表+三相单向电表 

上面几种示意图，在理论上都是一样的，大家可以根据自己所拥有的电表数量来选择接线。 

用户除了根据上图安装外，还要额外考虑安装空气开关以及漏电保护装置，这样才能保证家庭用电的安全。另外，需要大家注意的是，在安装电表前，需要有专业电工操作基础的人员配合安装，避免在安装过程中出现不必要的因为操作原因造成的触电事故。

光伏发电并网系统的构成

离网型光伏发电系统组成：

典型的光伏发电系统主要由光伏阵列、充放电控制器、储能装备或逆变器、负载等组成。其构成如图所示。

光照射到光伏阵列上，光能转变成电能，光伏阵列的输出电流由于受环境影响，因此是不稳定的，需要经过DC-DC转换器将其转变成稳定的电流后，才能加载到蓄电池上，对蓄电池充电，蓄电池再对负载供电。如果是并网售电，则不需要蓄电池，而是通过并网逆变器，将直流电流转换成交流电流，并到电网上进行出售。也就是说，离网型光伏发电系统必须使用到蓄电池储能，而并网型则不一定需要。

控制系统对光伏阵列的输出电压和电流进行实时采样，判断光伏发电系统是否工作在最大功率点上，然后根据跟踪算法，改变PWM信号的占空比，进而控制光伏阵列的输出电压使其工作点向最大功率点逼近。在蓄电池过充过放控制模块中，当蓄电池电压充电或放电到一定的设定值后，就会自动关闭或打开。

光伏阵列组件

光伏发电系统利用以光电效应原理制成的光伏阵列组件将太阳能直接转换为电能。光伏电池单体是用于光电转换的最小单元，一个单体产生的电压大约为0.45V，工作电流约为20~25mA/cm2，将光伏电池单体进行串、并联封装后，就成了光伏电池阵列组件。

当受到光线照射的太阳能电池接上负载时，光生电流流经负载，并在负载两端建立起端电压，这时太阳能电池的工作情况可以用下图所示的太阳能电池负载特性曲线来表示。它表明在确定的日照强度和温度下，光伏电池的输出电压和输出电流以及输出功率之间的关系，简称I-V特性和P-V特性。从图中可以看出，光伏发电系统的特性曲线具有强烈的非线性，既非恒压源也非恒流源。从其P-V特性曲线可以看出，在日照强度一定的前提下，其输出功率近似于一个开口向下的抛物线。该抛物线顶点对应的功率即为该日照强度下的P-V曲线的最大功率点，对应的电压称为最大功率点电压。为了提高光伏发电系统的转化效率，就必须使系统保持运行在P-V曲线最大功率点附近。

光伏电池阵列的几个重要技术参数：

1）短路电流（Isc）：在给定日照强度和温度下的最大输出电流。

2）开路电压（Voc）：在给定日照强度和温度下的最大输出电压。

3）最大功率点电流（Im）：在给定日照强度和温度下相应于最大功率点的电流。

4）最大功率点电压（Um）：在给定日照和温度下相应于最大功率点的电压。

5）最大功率点功率（Pm）：在给定日照和温度下太阳能电池阵列可能输出的最大功率。

DC-DC转换器

光伏电池板发出的电能是随着天气、温度、负载等变化而不断变化的直流电能，其发出的电能的质量和性能很差，很难直接供给负载使用。需要使用电力电子器件构成的转换器，也就是DC-DC转换器，将该电能进行适当的控制和变换，变成适合负载使用的电能供给负载或者电网。电力电子转换器的基本作用是把一个固定的电能转换成另一种形式的电能进行输出，从而满足不同负载的要求。它是光伏发电系统的关键组成成分，一般具备有几种功能：最大功率点追踪、蓄电池充电、PID自动控制、直流电的升压或降压以及逆变。

DC-DC转换器输出电压和输入电压的关系通过控制开关的通断时间来实现的，这个控制信号可以由PWM信号来完成。主要工作原理是保持通断周期（T）不变，调节开关的导通持续时间来控制电压。D为PWM信号的占空比。

根据输入和输出的不同形式，可将电力电子转换器分为四类，即AC-DC转换器、DC-AC转换器、DC-DC转换器和AC-AC转换器。在离网型光伏发电系统中采用的是DC-DC转换器。

DC-DC转换器，其工作原理是通过调节控制开关，将一种持续的直流电压转换成另一种（固定或可调）的直流电压，其中二极管起续流的作用，LC电路用来滤波。DC-DC转换电路可以分为很多种，从工作方式的角度来看，可以分为：升压式、降压式、升降压式和库克式等。

降压式转换器（BuckConverter）是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流转换器；升降压式变换器（Buck-BoostConverter）转换电路的主要架构由PWM控制器与一个变压器或两个独立电感组合而成，可产生稳定的输出电压。当输入电压高于目标电压时，转换电路进行降压；当输入电压下降至低于目标电压时，系统可以调整工作周期，使转换电路进行升压动作；而升压式转换器（BoostConverter）是输出电压高于输入电压的单管不隔离直流转换器，所用的电力电子器件及元件和Buck转换器相同，两者的区别仅仅是电路拓扑结构不同。

蓄电池

在独立运行的光伏发电系统中，储能装置是必不可少的。现在可选的储能方法有很多，如电容器储能、飞轮储能、超导储能等，但是从方便、可靠、价格等综合因素来考虑，大多数大中型的光伏发电系统都使用了免维护式的铅酸蓄电池作为系统的储能装置。

但选用铅酸蓄电池也有不足之处，它比较昂贵，初期投资能够占到整个发电系统的1/4到1/2，而蓄电池又是整个系统中较薄弱的环节，因此如果管理不当，会使蓄电池提前失效，增加整个系统的运营成本。

光伏控制模块

光伏控制模块以单片机为控制中心，为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效地为蓄电池充电。并在它充电过程中减少蓄电池的损耗，尽量延长蓄电池的使用寿命，同时保护蓄电池免受过充电和过放电的危害。如果用户使用的是直流负载，通过太阳能控制器可以为负载提供稳定的直流电（由于受天气等外界因素的影响，太阳电池阵列发出的直流电的电压和电流不是很稳定），同时也通过控制传感器电路（光控、声控等）来实现全自动开关灯功能。

单片机的主要工作是将电流采集电路和电压采集电路采集到的电流、电压进行运算比较，然后通过MPPT算法来调节PWM的占空比D，使光伏阵列组件工作在最大功率点处。

离网型逆变器

住宅用的离网型光伏发电系统因为部分负载是交流负载，因此还需要离网型逆变器，把光伏组件发出的直流电变成交流电给交流负载使用。光伏离网型逆变器与光伏并网型逆变器在主电路结构上没有较大区别，主要区别在光伏并网型逆变器需要考虑并网后与电网的运行安全。也就是同频;同相;抗孤岛等控制特殊情况的能力。而光伏离网型逆变器就不需要考虑这些因数。

为了提高离网型光伏发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，逆变器的性能指标非常重要。

离网型光伏发电系统的应用：

离网型光伏发电系统广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。

光伏并网逆变器光伏逆变器的工作原理 光伏逆变器的安装注意事项

一、光伏并网逆变器工作原理

光伏并网逆变器将直流电转换为交流电，当直流电压较低时，通过交流变压器提升电压，达到标准交流电压和频率。在大容量逆变器中，由于直流母线电压较高，通常不需要变压器升压即可达到220V。而在中、小容量逆变器中，如12V、24V，由于直流电压较低，则需要设计升压电路。

中、小容量逆变器主要有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种。推挽电路通过将升压变压器的中性插头连接到正电源，两只功率管交替工作，输出交流电力。由于功率晶体管共地边接，驱动及控制电路相对简单，且变压器的漏感限制了短路电流，提高了电路的可靠性。然而，其变压器利用率较低，且带动感性负载的能力较差。

全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，通过调节输出脉冲宽度来改变输出交流电压的有效值。该电路具有续流回路，即使对感性负载，也能保持输出电压波形的完整性。然而，该电路的上、下桥臂功率晶体管不共地，因此需要专门的驱动电路或隔离电源。此外，为防止上、下桥臂同时导通，必须设置死区时间，导致电路结构复杂。

二、安装注意事项

1、安装前检查逆变器是否在运输过程中有损坏。

2、选择安装场地时，确保周围没有其他电力电子设备的干扰。

3、在进行电气连接前，用不透光材料覆盖光伏电池板或断开直流侧断路器，以防止暴露于阳光下产生危险电压。

4、所有安装操作必须由专业技术人员完成。

5、光伏系统使用的线缆必须连接牢固，具有良好的绝缘，并符合规格要求。

6、电气安装必须满足当地和国家的电气标准。

7、逆变器并网前必须获得当地电力部门的许可，并由专业技术人员完成所有电气连接。

8、在进行任何维修工作前，应先断开逆变器与电网的电气连接，再断开直流侧电气连接。

9、等待至少5分钟，确保内部元件完全放电后，方可进行维修工作。

10、任何影响逆变器安全性能的故障必须立即排除。

11、避免不必要的电路板接触。

12、遵循静电防护规范，佩戴防静电手环。

13、注意并遵守产品上的警告标识。

14、操作前进行初步目视检查，确保设备无损坏或处于安全状态。

15、注意逆变器的热表面，如功率半导体的散热器，在断电后一段时间内仍保持较高温度。

1万瓦光伏发电系统电路。

目前，太阳能

光伏发电系统

的设计容量可以从几千瓦到几百千瓦，甚至上兆瓦，由于国内的光伏发电与建筑结合的形式各种各样，设备的选型需根据

太阳能电池

方阵安装的实际情况（如组件规格、安装朝向等）进行优化设计，

太阳能光伏发电

并网系统中的并网

逆变器

设置方式分为：集中式、主从式、分布式和组串式。

1.集中式

集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵，在电气设计时，采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。对于大型并网

光伏系统

，如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同，通常采用大型的集中式

三相逆变器

，该方式的主要优点是：整体结构中使用

光伏并网逆变器

较少，安装施工较简单；使用的集中式逆变器功率大，效率较高，通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右，对于9.3MWp光伏发达系统而言，因为使用的逆变器台数较少，初始成本比较低；并网接入点较少，输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障，将造成大面积的

太阳能光伏发电系统

停用。

集中逆变一般用于大型

光伏发电站

（>10kW）的系统中，很多并行的

光伏电池

组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相

IGBT功率模块

，功率较小的使用

场效应晶体管

，同时使用DSP来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。

2.主从式

对于大型的光伏发电系统可采用主从结构，主从结构其实也是集中式的一种，该结构的主要特点是采用2～3个集中式逆变器，总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候，只有一个逆变器工作，以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率；在

太阳辐射

升高，太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时，另一台逆变器自动投入运行。为了保证逆变器的运行时间均等，主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。

3.分布式

分布式并网

发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵，在电气设计时，可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电，大型的

分布式系统

主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。分布式系统将相同朝向，倾角以及无阴影的光伏

电池组

件串成一串，由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵，安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒，降低成本；还可以对

并网光伏发电系统

进行

分片

的维修，减少维修时的发电损失。

光伏并网逆变器工作原理

光伏并网逆变器的工作原理主要涉及将直流电转化为标准交流电的过程。首先，直流电通过逆变器转换，如果直流电压较低，如12V或24V，逆变器会通过内置的交流变压器进行升压，以达到220V的交流电压标准。对于大容量逆变器，由于直流母线电压较高，一般无需额外升压即可直接输出交流电。

对于中、小容量逆变器，常用的设计有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路。推挽电路是基本结构，其中功率晶体管交替工作，形成正负交替的交流输出。它的优点在于电路简单，驱动和控制相对容易，由于变压器的漏感，可以限制短路电流，提高可靠性。然而，推挽电路的变压器利用率低，对感性负载的驱动能力有限。

全桥逆变电路改进了推挽电路，通过调整功率晶体管的脉冲宽度来控制输出交流电压。它具有续流回路，即使在处理感性负载时，电压波形也不会出现畸变。然而，全桥电路的上下桥臂功率晶体管不共地，需要专用驱动电路或隔离电源，以防止上、下桥臂同时导通。这就需要设计死区时间来控制电路的开关顺序，增加了电路的复杂性。

总的来说，光伏并网逆变器的工作原理就是通过这些电路设计，确保从直流电到交流电的高效转换，并在满足不同容量需求的同时，兼顾了输出电压稳定性和电路的可靠性。

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。

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