逆變器的概念

　　通常，把將交流電能變換成直流電能的過程稱為整流，把完成整流功能的電路稱為整流電路，把實現(xiàn)整流過程的裝置稱為整流設(shè)備或整流器。與之相對應(yīng)，把將直流電能變換成交流電能的過程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實現(xiàn)逆變過程的裝置稱為逆變設(shè)備或逆變器。

　　現(xiàn)代逆變技術(shù)是研究逆變電路理論和應(yīng)用的一門科學(xué)技術(shù)。它是建立在工業(yè)電子技術(shù)、半導(dǎo)體器件技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、半導(dǎo)體變流技術(shù)、脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)等學(xué)科基礎(chǔ)之上的一門實用技術(shù)。它主要包括半導(dǎo)體功率集成器件及其應(yīng)用、逆變電路和逆變控制技術(shù)3大部分。

　　逆變器的分類

　　逆變器的種類很多，可按照不同的方法進行分類。

　　1.按逆變器輸出交流電能的頻率分，可分為工頻逆變器、中頻逆器和高頻逆變器。工頻逆變器的頻率為50～60Hz的逆變器;中頻逆變器的頻率一般為400Hz到十幾kHz;高頻逆變器的頻率一般為十幾kHz到MHz。

　　2.按逆變器輸出的相數(shù)分，可分為單相逆變器、三相逆變器和多相逆變器。

　　3.按照逆變器輸出電能的去向分，可分為有源逆變器和無源逆變器。凡將逆變器輸出的電能向工業(yè)電網(wǎng)輸送的逆變器，稱為有源逆變器;凡將逆變器輸出的電能輸向某種用電負(fù)載的逆變器稱為無源逆變器。

　　4.按逆變器主電路的形式分，可分為單端式逆變器，推挽式逆變器、半橋式逆變器和全橋式逆變器。

　　5.按逆變器主開關(guān)器件的類型分，可分為晶閘管逆變器、晶體管逆變器、場效應(yīng)逆變器和絕緣柵雙極晶體管(IGBT)逆變器等。又可將其歸納為“半控型”逆變器和“全控制”逆變器兩大類。前者，不具備自關(guān)斷能力，元器件在導(dǎo)通后即失去控制作用，故稱之為“半控型”普通晶閘管即屬于這一類;后者，則具有自關(guān)斷能力，即無器件的導(dǎo)通和關(guān)斷均可由控制極加以控制，故稱之為“全控型”，電力場效應(yīng)晶體管和絕緣柵雙權(quán)晶體管(IGBT)等均屬于這一類。

　　6.按直流電源分，可分為電壓源型逆變器(VSI)和電流源型逆變器(CSI)。前者，直流電壓近于恒定，輸出電壓為交變方波;后者，直流電流近于恒定，輸也電流為交變方波。

　　7.按逆變器輸出電壓或電流的波形分，可分為正弦波輸出逆變器和非正弦波輸出逆變器。

　　8.按逆變器控制方式分，可分為調(diào)頻式(PFM)逆變器和調(diào)脈寬式(PWM)逆變器。

　　9.按逆變器開關(guān)電路工作方式分，可分為諧振式逆變器，定頻硬開關(guān)式逆變器和定頻軟開關(guān)式逆變器。

　　10.按逆變器換流方式分，可分為負(fù)載換流式逆變器和自換流式逆變器。

　　光伏逆變器是光伏系統(tǒng)核心功率調(diào)節(jié)器件。太陽能光伏組件直接發(fā)電形式為非線性直流電，必須通過直流變交流的變換設(shè)備——光伏逆變器以實現(xiàn)光伏發(fā)電接入電網(wǎng)、負(fù)載，逆變器容量由負(fù)載性質(zhì)決定，一般小于光伏系統(tǒng)容量。在光伏系統(tǒng)中，逆變器成本較高，占光伏系統(tǒng)總成本的10%左右，是光伏系統(tǒng)中成本第二大的環(huán)節(jié)，附加值較高。

　　光伏系統(tǒng)分為并網(wǎng)及離網(wǎng)系統(tǒng)，相對應(yīng)光伏逆變器有并網(wǎng)及離網(wǎng)之分，一般并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器容量跟光伏系統(tǒng)容量一致，而離網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器容量由負(fù)載容量、負(fù)載性質(zhì)等決定，一般小于光伏系統(tǒng)容量。根據(jù)全球光伏系統(tǒng)安裝歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)在光伏總裝機容量中占絕對比例，在政府并網(wǎng)發(fā)電補貼條件下，比例達(dá)90%以上?，F(xiàn)階段并網(wǎng)逆變器為各廠商投入開發(fā)的重點，其技術(shù)指標(biāo)代表了光伏逆變器技術(shù)水平的高低。

　　集中式光伏并網(wǎng)逆變器起步早、產(chǎn)品系列齊全，是目前光伏逆變器市場的主流產(chǎn)品，占據(jù)著主導(dǎo)地位，但隨著技術(shù)日趨成熟和商業(yè)化應(yīng)用的不斷發(fā)展，集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的存在的問題也逐漸引起了關(guān)注：

　　(1)可靠性：集中式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器是整個系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)也是薄弱環(huán)節(jié)，單臺逆變器的實效會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰;

　　(2)MPPT跟蹤效率：雖然大多數(shù)集中光伏逆變器生產(chǎn)廠商宣稱跟蹤效率可以達(dá)到99.9%，事實上，由于其MPPT跟蹤針對的是整個光伏陣列，無法兼顧到每塊光伏組件，由于模塊匹配、局部遮擋等因素引起的功率損失是十分可觀的;

　　(3)系統(tǒng)可擴展性：集中式系統(tǒng)的特點決定了其系統(tǒng)可擴展性較差。

　　分布式微逆變器技術(shù)是為集中式光伏并網(wǎng)逆變器存在的諸多問題而提出并發(fā)展起來的，其起步晚、產(chǎn)品系列尚不齊全，目前仍處于起步階段，但從目前的產(chǎn)品技術(shù)性能來看，微逆變器絲毫不遜色于傳統(tǒng)集中式逆變器產(chǎn)品，甚至優(yōu)于集中式逆變器產(chǎn)品。微逆變器通過直接與單塊光伏組件直接相連，可以實現(xiàn)單塊光伏組件真正的MPPT，使光伏組件的發(fā)電效率最大化，其安裝、擴展靈活，即插即用，可以實現(xiàn)模塊化生產(chǎn)，微逆變器生產(chǎn)廠商可以與光伏組件生產(chǎn)廠家聯(lián)合，為光伏組件量身定制逆變器，從而加快其商業(yè)化和市場化進程。