光伏逆变器设计方案



光伏逆变器最佳容配比方法

光伏逆变器最佳容配比需综合多方面因素确定。

1. 考虑逆变器额定功率：要精准了解逆变器的额定功率数值，这是基础。比如某型号逆变器额定功率为50kW，这决定了其能稳定承载的最大功率范围。

2. 分析光伏组件功率：明确光伏组件的功率大小，不同规格组件功率有差异。若组件功率为400W，需根据逆变器功率来规划组件数量。

3. 结合光照资源：光照充足地区，可适当提高容配比。在光照资源丰富的沙漠地区，容配比可在1.2 - 1.5左右；而光照一般的地区，容配比控制在1.1 - 1.2较为合适。

4. 考虑温度影响：温度对光伏组件输出功率有影响。高温环境下组件功率会有所下降，设计容配比时要预留一定余量，以应对温度变化带来的功率波动。通过综合这些因素计算与调整，能得出适合具体项目的最佳容配比 。

英飞凌丨如何为光伏系统构建高效的三相混合逆变器（2）

为光伏系统构建高效的三相混合逆变器，需要关注以下几个关键点：

一、三相混合逆变器的拓扑结构选择

三相混合逆变器的拓扑结构是构建高效系统的基石。在选择拓扑结构时，需要综合考虑系统的效率、成本、可靠性以及控制复杂度。常见的三相混合逆变器拓扑结构包括三相全桥、三相半桥以及多电平结构等。

三相全桥结构：具有输出波形质量好、控制灵活等优点，但成本相对较高。三相半桥结构：成本较低，但输出波形质量可能稍逊于全桥结构。多电平结构：能够进一步降低谐波含量，提高系统效率，但控制复杂度也相应增加。

根据光伏系统的具体需求，如输出电压范围、功率等级以及成本预算等，选择合适的拓扑结构至关重要。

二、基于不同拓扑结构的Si、Hybrid和SiC方案的性能对比

在确定了拓扑结构后，接下来需要选择合适的功率器件方案。目前，市场上主要有硅（Si）、混合（Hybrid）以及碳化硅（SiC）三种方案可供选择。

Si方案：技术成熟，成本较低，但转换效率和功率密度相对较低。Hybrid方案：结合了Si和SiC的优点，能够在一定程度上提高效率和功率密度，同时保持较低的成本。SiC方案：具有更高的转换效率、更小的尺寸、更快的驱动速度以及更高的功率密度，但成本相对较高。

在实际应用中，需要根据光伏系统的性能要求、成本预算以及长期运行效益等因素进行综合考虑，选择最适合的功率器件方案。

三、基于不同拓扑结构的英飞凌功率器件推荐

英飞凌作为全球领先的半导体公司，提供了丰富的功率器件产品，能够满足不同拓扑结构和应用场景的需求。

对于三相全桥结构：英飞凌提供了高性能的SiC MOSFET和IGBT产品，能够显著提高系统的效率和功率密度。对于三相半桥结构：英飞凌的Si和Hybrid方案能够提供成本效益和性能之间的良好平衡。对于多电平结构：英飞凌的功率器件产品同样具有出色的表现，能够支持复杂的多电平控制策略，实现高效、稳定的运行。

在选择英飞凌功率器件时，建议与英飞凌的技术团队进行深入沟通，了解产品的具体性能、应用场景以及技术支持等信息，以确保所选产品能够满足光伏系统的实际需求。

四、其他关键组件和解决方案

除了功率器件外，光伏系统的高效运行还需要依赖其他关键组件和解决方案的支持。例如，英飞凌提供的蓝牙、WIFI等无线通信技术，可以实现光伏系统的远程监控和智能管理；传感器产品则可以实时监测系统的运行状态，提高系统的可靠性和安全性。

此外，英飞凌还提供了丰富的解决方案和服务，包括系统设计、技术支持、培训等，能够帮助客户快速构建高效、稳定的光伏系统。

总结：

为光伏系统构建高效的三相混合逆变器需要综合考虑拓扑结构选择、功率器件方案、关键组件和解决方案等多个方面。英飞凌作为领先的半导体公司，提供了丰富的产品和解决方案，能够满足不同客户的需求。在选择过程中，建议与英飞凌的技术团队进行深入沟通，了解产品的具体性能和应用场景，以确保所选方案能够满足光伏系统的实际需求，实现高效、稳定的运行。

（注：以上为示例，实际可能与文中描述有所差异。）

光伏漫谈4- 逆变器拓扑结构

光伏逆变器拓扑结构概述

光伏逆变器作为光伏发电系统中最关键的设备之一，其拓扑结构的选择对于系统的性能、效率和成本具有重要影响。根据功率等级、应用场景以及隔离要求的不同，逆变器拓扑结构呈现出多样性。以下是对几种常见光伏逆变器拓扑结构的详细解析：

一、工频隔离逆变器

工频隔离逆变器通过工频50Hz变压器实现源边和副边的功率传输。这种拓扑结构最为简单，仅需整流桥、滤波器和工频变压器即可。然而，由于50Hz工频变压器的体积较大，导致整个逆变器系统的体积和成本增加，因此在实际应用中很少使用。

二、高频隔离逆变器

高频隔离逆变器在微型逆变器中使用较多，为了降低体积和重量，通常采用高频隔离的拓扑结构。以下是三种常见的高频隔离微型逆变器：

带有直流母线的隔离全桥逆变器

这种拓扑结构具有中间直流母线，变压器源边的整流与副边的逆变器可以解耦分别调整。然而，该架构使用的功率器件较多，且需要高压直流母线电容进行整流滤波，增加了系统的复杂性和成本。

伪直流母线的交错反激逆变器

伪直流母线拓扑实际上没有直流母线，通过交错反激结构将直流信号变换成正半周期的正弦波，再通过可控硅调整成全周期正弦波。该拓扑节省了大量高压电容，降低了系统成本，但效率相对较低，适用于小功率微型逆变器。

不含直流母线的串联谐振逆变器

这种拓扑结构同样不需要直流母线和高压电容滤波，变压器源边工作在零电压开通状态，效率较高。该结构不仅适用于光伏逆变器，还可用于户用储能逆变器。

三、非隔离的逆变器拓扑

非隔离逆变器拓扑结构省去了变压器，因此效率更高、体积更小、成本更低。然而，由于没有变压器隔离，可能存在零点偏移和直流分量等问题，需要采取相应的措施进行抑制。以下是两种常见的非隔离逆变器拓扑：

带有MPPT升压的2电平非隔离逆变器拓扑

这种拓扑结构通过带有单路或多路MPPT并联到直流母线，再通过2电平逆变结构实现组串式逆变器。为了消除直流分量，可以采用交流或直流旁路方式。

带有旁路二极管的BOOST双模式非隔离逆变器拓扑

该结构设计巧妙，BOOST电路不仅将PV输入升压成DC电压，还直接升压到工频信号。通过BOOST和逆变两种模式交替工作，可以实现完整的正弦输出。

四、组串式逆变器NPC拓扑

组串式逆变器在光伏系统中应用广泛，NPC三电平逆变器是其中一种常见的拓扑结构。NPC三电平逆变器具有效率高、谐波小等优点。以下是三种NPC三电平逆变器的变体：

I型NPC三电平逆变拓扑

I型NPC三电平拓扑结构相对简单，但存在内外管开关损耗不平衡的问题。

ANPC三电平逆变拓扑

ANPC三电平拓扑通过将两个二极管更换成IGBT，实现了内外管开关损耗的平衡。然而，该拓扑控制较复杂，开关管也较多，系统成本和体积较大。

T型NPC逆变器拓扑

T型三电平拓扑同样使用4个IGBT功率管，但其中处于中性点的是一对背靠背连接的IGBT。该拓扑结构开关损耗平衡，效率高，但功率管的耐压需要与母线电压相同，适用于低压系统或需要更高耐压功率管的实现。

总结而言，光伏逆变器的拓扑结构多种多样，每种拓扑结构都有其独特的优点和适用场景。随着功率器件开关特性和耐压的提升，以及学术界研究的深入，未来仍将有更多逆变器拓扑结构衍生出来，进一步提升应用效率、降低体积和成本。

户用光伏容配比设计解决方案

户用光伏容配比设计解决方案

户用光伏电站的容配比设计是光伏系统设计中的关键环节，它直接关系到电站的发电效率、经济性和运行稳定性。以下是从技术角度和经济性角度出发，为户用光伏电站提供的容配比设计解决方案。

一、容配比的定义与重要性

容配比是指光伏组件的安装容量与逆变器额定容量的比值。在光伏电站系统设计中，容配比是一个非常重要的设计参数。合理的容配比设计可以确保光伏组件发出的电能被逆变器高效转换，从而提高整个光伏系统的发电效率和经济性。

二、容配比设计趋势

近年来，随着光伏技术的不断进步和成本的降低，光伏系统的容配比设计呈现出越来越高的趋势。这主要是因为光伏组件在实际运行过程中，由于辐照强度、环境温度、污渍和灰尘遮挡、组件衰减等因素，往往达不到理想的峰值功率。因此，通过适当提高容配比，可以弥补这些损失，提高系统的整体发电效率。

三、技术角度下的容配比设计

从技术角度来看，容配比的设计需要考虑到光伏组件的实际输出功率、系统效率以及组件的利用率。以山东地区的分布式光伏系统为例，通过PVsyst模拟可以得出不同容配比下的系统效率。当容配比为1.1左右时，系统效率达到最大，同时也意味着此时组件的利用率最高。因此，从技术角度来看，1.1倍超配是较为合理的选择。

四、经济性角度下的容配比设计

然而，仅从技术角度考虑容配比设计是不够的，还需要从经济性的角度进行具体分析。通过计算不同容配比下的系统成本、年发电量和收益，可以得出不同容配比下的度电成本和内部收益率。以6kW业主自投的户用光伏电站为例，当容配比为1.5时，系统投资的内部收益率IRR最大。因此，从经济性角度出发，1.5:1为此系统的最优容配比。

五、不同容量系统的最优容配比

通过同样的方法，可以测算出不同容量下的系统在经济性角度的最优容配比。结果表明，8kW的系统在1.3超配时经济性最优，10kW和15kW的系统在1.2超配时经济性最优。这说明不同容量的系统，其最优容配比也会有所不同。

六、结论与建议

综上所述，户用光伏电站的容配比设计需要综合考虑技术因素和经济性因素。在技术角度下，1.1倍超配是较为合理的选择；而在经济性角度下，不同容量的系统其最优容配比也会有所不同。因此，在实际设计中，需要根据具体情况进行具体分析，以确定最适合的容配比方案。

同时，随着光伏技术的不断进步和市场的变化，光伏系统的成本也会有所波动。因此，在进行容配比设计时，还需要考虑到这些因素对最优容配比的影响。建议在设计过程中，充分调研市场情况，了解光伏组件和逆变器的价格趋势以及技术进步情况，以便做出更为准确和合理的容配比设计。

以上展示了不同超配比例下的日发电曲线、系统效率、预估成本、系统成本收益效率以及度电成本和内部收益率，为容配比设计提供了有力的数据支持。

组串式逆变器和集中式逆变器的区别

组串式逆变器和集中式逆变器的区别

组串式逆变器和集中式逆变器是光伏电站中两种常见的逆变器配置方案，它们在结构、工作原理、应用场景以及性能特点等方面存在显著差异。

一、结构和工作原理

组串式逆变器：基于智能模块化的概念，将光伏方阵中的每个光伏组串连接至一台指定的逆变器直流输入端。多个光伏组串和逆变器模块化的组合在一起，所有逆变器在交流输出端并联，完成将直流电转换为交流电的过程。

集中式逆变器：多路并行的光伏组串经过汇流后连接到逆变器直流输入端，集中完成将直流电转换为交流电。其系统集成度高，功率密度大。

二、应用场景

组串式逆变器：由于其不受组串间光伏电池组件性能差异和局部遮影的影响，可以处理不同朝向和不同型号的光伏组件，因此适用于各种复杂地形和光照条件的光伏电站，包括地面光伏电站、屋顶光伏电站等。同时，其结构简单，安装简便，设备小、占地少，配置灵活，也使其在各种规模的光伏电站中得到广泛应用。

集中式逆变器：由于其系统集成度高、成本低、谐波含量少等特点，更适用于地形平坦、规模较大的地面光伏电站。然而，对于复杂地形或光照条件不均的光伏电站，集中式逆变器可能无法充分发挥其性能优势。

三、性能特点

组串式逆变器：

发电效率高：通过多路MPPT的功率跟踪，可以最大限度地减少阵列失配损失，提高发电效率。

可靠性高：具有强大的保护功能，能规避某一串直流短路能量倒灌的问题，没有集中式逆变器难以解决的直流故障问题。

安全性高：设备小、占地少，安装简便，降低了运维难度和风险。

易安装维护：模块化设计使得安装和维护更加便捷。

集中式逆变器：

成本低：由于系统集成度高，可以降低设备成本和安装成本。

电能质量高：谐波含量少，直流分量少，电能质量高。

但存在局限性：受不同光伏组串输出电压、电流不完全匹配的影响，逆变过程的效率可能会降低，电性能也可能下降。同时，整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏单元组工作状态不良的影响。

四、展示

以下是组串式逆变器和集中式逆变器的示意图，以便更直观地了解它们的结构差异：

综上所述，组串式逆变器和集中式逆变器在结构、工作原理、应用场景以及性能特点等方面存在显著差异。在选择逆变器配置方案时，需要根据光伏电站的具体情况和需求进行综合考虑，以确保光伏电站的高效、可靠运行。

浅谈光伏逆变器最大功率点追踪MPPT与电流采集

浅谈光伏逆变器最大功率点追踪MPPT与电流采集

光伏逆变器作为光伏发电系统的核心组件，不仅负责将光伏阵列产生的直流电转换为安全平稳的工频交流电，还承担着确保光伏组件在最大功率点工作的重任，以最大化发电效率。本文将从最大功率点追踪（MPPT）技术和电流采集两个方面进行浅谈。

一、最大功率点追踪（MPPT）

光伏组件的最大功率点

光伏组件的输出特性是非线性的，存在一个特定的工作点，即最大功率点（Pmax），在该点光伏组件的电压（Ump）与电流（Imp）的乘积达到最大值。为了使光伏组件的发电效率最大化，逆变器需要具备MPPT功能，使组件始终工作在最大功率点。

MPPT技术原理

MPPT功能通常通过控制电路发出PWM信号对DC/DC变换过程进行调节来实现。其基本原理是通过调节负载阻抗（或等效地，通过DC-DC变流器调节光伏组串的等效负载阻抗），使光伏组件的输出功率达到最大。在实际应用中，由于负载阻抗往往是不受控的，因此通过在光伏组串与负载之间添加DC-DC变流器来调节等效负载阻抗，从而实现MPPT。

MPPT控制器一般采用两种控制方法：电压控制法和直接控制法。电压控制法通过比较参考电压信号（由MPPT算法生成）与当前采集的电压信号，将结果传递给PI控制器，得到DC-DC占空比，进而生成PWM控制DC-DC。而直接控制法则直接通过MPPT算法生成占空比，继而生成PWM，无需设计PI控制器，实现难度和成本较低。

二、电流采集

电流检测的重要性

MPPT控制的精度不仅受内部算法性能影响，还依赖于逆变器检测回路中的传感器对于各输入输出电流电压的采集精度。因此，电流采集在MPPT过程中起着至关重要的作用。

电流传感器

逆变器检测回路中的电流传感器通常采用高精度闭环磁通门电流传感器或开环霍尔传感器。这些传感器能够精确采集电流信号，为MPPT算法提供准确的数据输入。例如，巨磁智能技术有限公司自主研发的高精度闭环磁通门电流传感器，检测精度达到千分之七，检测线性度达到千分之一，可为光伏逆变器MPPT电路设计提供高精度的电流数据采集。

电流检测方案

为了满足逆变器组串端与交流输出端的电流检测需求，通常采用多种传感器组合的方案。例如，巨磁智能技术有限公司提供的开环霍尔电流传感器ME、MG系列以及漏电流传感器RCMU101SN系列，能够满足逆变器在不同应用场景下的电流检测需求，为光伏逆变器设计打造极具性价比的电流检测整体方案。

总结

光伏逆变器的最大功率点追踪（MPPT）技术和电流采集是实现高效光伏发电的关键环节。通过精确调节负载阻抗或等效负载阻抗，MPPT技术能够使光伏组件始终工作在最大功率点，从而最大化发电效率。而高精度的电流采集则为MPPT算法提供了准确的数据输入，确保了MPPT控制的精度和稳定性。在实际应用中，应选择合适的电流传感器和检测方案，以满足光伏逆变器在不同应用场景下的需求。

华为光伏逆变器：组串逆变器是怎么样的？

华为的组串式逆变器采用了模块化设计，这意味着每个光伏串都有一个对应的逆变器，这使得直流端具有了最大功率跟踪功能。交流端则是并联并网，这种设计的优点在于它不受组串间模块差异和阴影遮挡的影响，同时还能减少光伏电池组件的最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而最大限度地增加发电量。

华为组串式逆变器的MPPT电压范围较宽，一般在250-800V之间，这使得组件配置更加灵活。即使是在阴雨天或雾气多的地区，也能延长发电时间，提高发电效率。

此外，华为组串式并网逆变器的体积小巧，重量轻便，因此搬运和安装都非常便捷。不需要专业工具和设备，也不需要专门的配电室，这在各种应用中都能够简化施工过程，减少占地面积。

这种逆变器采用了直流线路连接的方式，不需要直流汇流箱和直流配电柜等额外设备，进一步简化了系统结构。

华为组串式逆变器还具有低自耗电、故障影响小、更换维护方便等优势，使得整个系统的运行更加高效、稳定。

综上所述，华为的组串式逆变器在设计上充分考虑了实际应用中的各种需求，不仅提高了发电效率，还极大地简化了安装和维护过程。

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