离网逆变器并联技术



一文看懂逆变器的17种主要类型

逆变器的17种主要类型

逆变器是将直流电（DC）转换成交流电（AC）的装置。根据应用的输入源、连接方式、输出电压波形等，逆变器主要分为以下17种类型：

一、按输入源分类

电压源逆变器（VSI）：当逆变器的输入为恒定直流电压源时，该逆变器被称为电压源逆变器。其输入有一个刚性直流电压源，阻抗为零或可忽略不计。交流输出电压完全由逆变器中开关器件的状态和应用的直流电源决定。

电流源逆变器（CSI）：当逆变器的输入为恒定直流电流源时，该逆变器被称为电流源逆变器。刚性电流从直流电源提供给CSI，其中直流电源具有高阻抗。交流输出电流完全由逆变器中的开关器件和直流施加电源的状态决定。

二、按输出相位分类

单相逆变器：将直流输入转换为单相输出，标称频率为50Hz或60Hz，标称电压有多种，如120V、220V等。单相逆变器用于低负载，损耗较多，效率比三相逆变器低。

三相逆变器：将直流电转换为三相电源，提供三路相角均匀分离的交流电。每个波的幅度和频率都相同，但每个波彼此之间有120度的相移。三相逆变器是高负载的首选。

三、按换向技术分类

线路换向逆变器：交流电路的线电压可通过设备获得，当SCR中的电流经历零特性时，器件被关闭。这种换向过程称为线路换向。

强制换向逆变器：电源不会出现零点，需要外部源来对设备进行整流。这种换向过程称为强制换向。

四、按连接方式分类

串联逆变器：由一对晶闸管和RLC（电阻、电感和电容）电路组成，负载在晶闸管的帮助下直接与直流电源串联。也称为自换相逆变器或负载换向逆变器。

并联逆变器：由两个晶闸管、一个电容器、中心抽头变压器和一个电感器组成。在工作状态下，电容器通过变压器与负载并联。

半桥逆变器：需要两个电子开关（如MOSFET、IJBT、BJT或晶闸管）才能工作。对于阻性负载，电路工作在两种模式。

全桥逆变器：具有四个受控开关，用于控制负载中电流的流动方向。对于任何负载，一次只有2个晶闸管工作。

三相桥式逆变器：由6个受控开关和6个二极管组成，用于重负载应用。

五、按操作模式分类

独立逆变器：直接连接到负载，不会被其他电源中断。也称为离网模式逆变器。

并网逆变器：有两个主要功能，一是从存储设备向交流负载提供交流电，二是向电网提供额外的电力。也称为公用事业互动逆变器、电网互联逆变器或电网反馈逆变器。

双峰逆变器：既可作为并网逆变器工作，也可作为独立逆变器工作。可以根据负载的要求灵活切换工作模式。

六、按输出波形分类

方波逆变器：将直流电转换为交流电的最简单的逆变器，但输出波形不是纯正弦波，而是方波。更便宜，但谐波失真较大。

准正弦波逆变器：输出信号以正极性逐步增加，然后逐步下降，形成阶梯正弦波。谐波失真较低，但仍不是纯正弦波，对某些负载可能不适用。

纯正弦波逆变器：将直流转换为几乎纯正弦交流。输出波形具有极低的谐波，是大多数电气设备的首选。

七、按输出电平数量分类

两电平逆变器：有两个输出电平，输出电压在正负之间交替，并以基本频率（50Hz或60Hz）交替。在某些情况下，可能将三电平逆变器（其中一个电平是零电压）归入此类。

多电平逆变器（MLI）：将直流信号转换为多电平阶梯波形。波形的平滑度与电压电平的数量成正比，因此会产生更平滑的波形，适用于实际应用。

以下是部分逆变器的展示：

综上所述，逆变器根据不同的分类标准有多种类型，每种类型都有其特定的应用场景和优缺点。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的逆变器类型。

并联逆变器和并网逆变器有什么区别？

并网逆变器，就是必须连接到国家电网的一套光伏发电系统公共电网，就是太阳能发电、家庭电网、公共电网联系在一起了，这是必须依赖现有电网才能运行的发电系统。

离网逆变器也称独立光伏发电系统是不依赖电网而独立运行的系统，主要有太阳能电池板、储能蓄电池、充放电控制器、逆变器等部件组成。对于无电网地区或经常停电地区的家庭来说，又具有很强的实用性。特别是单纯为了解决停电时的照明问题，可以采用直流节能灯，非常实用。

并网和离网的区别如下：

离网的发电系统，是不依赖国家电网，独立运行的发电系统，比并网系统多安装一个蓄电池，可以自己存储电量，安装成本高，无法享受国家发电补贴政策。在供电不方便，偏远无电网地区的孤岛、渔船、户外养殖基地等应用比较多，也可以作为经常停电地区的应急发电设备，比如太阳能路灯。

并网可以享受国家发电补贴政策，从投资长远的角度来看，安装并网的发电系统，系统的设计使用寿命可达25年。

离网型太阳能光伏发电系统：绿色能源的未来之选

离网型太阳能光伏发电系统：绿色能源的未来之选

离网型太阳能光伏发电系统作为可再生能源利用的重要形式，正逐渐成为绿色能源的未来之选。该系统不依赖于公共电网，能够独立运行，为偏远地区、无电区、海岛等场所提供可靠的电力供应。

一、系统组成与工作原理

离网型太阳能光伏发电系统主要由光伏组件（太阳能电池板）、控制器、蓄电池、逆变器、配电系统等部分组成。在有光照的情况下，光伏组件将太阳能转换为电能，通过控制器对电能进行调节和控制。一方面，电能直接供给直流负载使用；另一方面，多余的电能被储存到蓄电池中。在阴雨天或无光照时，控制器自动切换至蓄电池供电模式，通过逆变器将直流电转换为交流电，供给交流负载使用。

二、系统构成详解

光伏电池板：是系统的核心部分，直接将太阳辐射能转换为直流电能。光伏电池板由多个太阳能电池单体组成，通过串联和并联形成具有特定电压和电流输出的组件。

光伏控制器：管理光伏电池板和蓄电池之间的能量转换，确保蓄电池的安全充电和放电，防止过充和过放现象的发生。同时，光伏控制器还能监测光伏电池板的输出状态，根据光照条件和负载需求调整系统的运行状态。

变换器（逆变器/DC-DC转换器）：用于将蓄电池中的直流电转换为适合负载使用的电压和电流形式。如果负载需要交流电，则使用交流逆变器；如果负载需要直流电但电压不同，则使用DC-DC转换器。

蓄电池：是系统中的储能装置，用于存储光伏电池板产生的电能，确保在无光照或光照不足时系统能够持续供电。

监控系统：实时监测系统的运行状态和各项参数，包括光伏电池板的发电量、蓄电池的充放电状态、负载的用电情况等。同时，监控系统还提供故障报警和诊断功能，帮助用户及时发现和解决问题。

三、系统功能

电能转换：光伏电池板将太阳能直接转换为直流电能。电能储存：通过光伏控制器和蓄电池，系统能够储存白天产生的多余电能，以供夜间或光照不足时使用。电能管理：光伏控制器管理电能的流向，确保蓄电池的安全充电和放电。电力输出：根据负载的需求，系统可以通过逆变器将直流电转换为交流电，或通过DC-DC转换器调整直流电的电压。监控与诊断：监控系统实时监测系统的运行状态，并提供故障报警和诊断功能。

四、系统特点

独立性：系统不依赖于公共电网，能够在无电网覆盖的偏远地区或岛屿上独立运行。环保性：太阳能是一种清洁、可再生的能源，光伏发电过程中不会产生任何污染物。节能性：系统充分利用了自然能源，降低了对传统能源的依赖，实现了节能减排。可靠性：系统采用先进的控制技术，能够确保蓄电池的安全充放电，提高系统的可靠性和稳定性。灵活性：系统可根据实际需求进行灵活配置，以满足不同场景下的电力需求。经济性：长期来看，随着太阳能技术的进步和成本的降低，系统的经济性逐渐显现。易维护性：系统结构简单，维护方便，降低了运维成本。

五、应用场景与解决方案

离网型太阳能光伏发电系统的应用场景广泛，特别是在偏远地区、无电区、海岛、通讯基站等地方发挥着重要作用。以下是关于应用场景与解决方案的详细分析：

偏远地区与无电区：这些地方由于地理位置的限制，往往难以接入国家电网。离网型太阳能光伏发电系统能够为当地居民提供电力，满足照明、手机充电等基本生活需求。

海岛：海岛地区由于地理隔绝，电网建设成本高昂。太阳能光伏发电系统能够作为稳定的电力来源，支持海岛居民的生活和产业发展。

通讯基站：通讯基站对电力的需求稳定且持续，但往往因为地理位置偏远而难以接入电网。离网型太阳能光伏发电系统能够满足基站的电力需求，保障通讯的畅通。

路灯等公共设施：在路灯、交通信号灯等公共设施中，太阳能光伏发电系统能够提供稳定的电力支持，减少对传统电力的依赖，降低维护成本。

在实际应用中，需要根据实际情况选择合适的系统类型和配置方案，并进行科学合理的安装调试，以确保系统能够长期稳定运行并发挥最大效益。

综上所述，离网型太阳能光伏发电系统以其独特的优势和广泛的应用前景，正逐渐成为绿色能源的未来之选。随着技术的不断进步和成本的进一步降低，该系统将会在全球范围内得到更广泛的应用和推广。

逆变器的17种主要类型

逆变器的多样化类型主要基于输入源、输出相位、换向技术、连接方式、操作模式、输出波形以及输出电平数量。以下是17种主要类型的概述：

1. 按输入源分：电压源逆变器和电流源逆变器，前者针对恒定直流电压，后者则针对恒定直流电流。

2. 按输出相位：单相逆变器将直流电转换为单相交流，三相逆变器提供三相平衡的交流电，相位差120度。

3. 按换向技术：线路换向逆变器利用零电压换向，强制换向逆变器则通过外部整流实现换向。

4. 连接方式：串联逆变器通过一对晶闸管和RLC电路工作，负载串联；并联逆变器通过变压器与负载并联，涉及两个晶闸管等组件。

5. 操作模式：离网逆变器独立供电，并网逆变器既供电又回馈电网，双峰逆变器则具备两者功能。

6. 输出波形：方波逆变器输出简单但非正弦；准正弦波和纯正弦波逆变器提供更接近标准正弦波的输出。

7. 输出电平数量：两电平逆变器只有两个电平切换，多电平逆变器则能提供多个电平的复杂输出波形。

这些不同类型的逆变器根据实际需求和应用环境，提供了高效且多样化的电力转换方式。

两个逆变器怎样并连

逆变器不可以简单的并联使用，必须保证相位和电压同时相同时才可以，否则将会烧毁逆变器。

通常逆变器的输入电压为12V、24V、36V、48V也有其他输入电压的型号，而输出电压一般多为220V。逆变器并联时，极性必须接对。逆变器接入的直流电压标有正负极。

一般情况下红色为正极（+），黑色为负极（—），蓄电池上也同样标有正负极，红色为正极（+），黑色为负极（—），连接时必须正接正（红接红），负接负（黑接黑）。连接线线径必须足够粗，并且应尽可能减少连接线的长度。

工作原理

逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制（PWM）技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆变器则采用TL5001芯片。

以上内容参考：百度百科-逆变器

离网光伏发电系统的组成是什么?

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。

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