太阳能逆变器的典型架构及原理说明

通常把沟通电能改换成直流电能的进程称之为整流，相控整流是最多见的交-直流改换进程；而把直流电能改换成沟通电能的进程称之为逆变，它是整流的逆进程。在逆变电路中，依照负载性质的纷歧样，逆变分为有源逆变和无源逆变。假定把该电路的沟通侧接到沟通电源上，把直流电能通过直-沟通改换，逆成为与沟通电源同频率的沟通电返送到电网上去，称作有源逆变。相应的设备称为有源逆变器，操控角大于90°的相控整流器为多见的有源逆变器。而把直流电能改换为沟通电能，直接向非电源负载供电的电路，称之为无源逆变电路，又称为变频器。

逆变器类型有他励逆变器、自励逆变器、脉宽调制（PWM）型逆变器。其间他励逆变器需求外部沟通电压源，给晶闸管供应整流电压。他励逆变器首要运用在大功率并网状况下；关于功率低于1MW 的光伏发电体系，首要选用自励逆变器办法。自励逆变器不需求外部沟通电压源，整流电压由逆变器的一有些储能元件（比方电容）来供应或许通过添加待关断整流阀（像MOSFET 或IGBT）的电阻值来完毕。输出电压被脉冲调制的自励逆变器被称为脉冲逆变器。这种逆变器通过添加周期内脉冲的切换次数，来下降电压、电流的谐波含量；谐波含量与脉冲切换次数呈正比。如今，并网逆变器的输出操控办法首要有两种：电压型操控办法和电流型操控办法。电压型操控办法的原理是以输出电压作为受控量，体系输出和电网电压同频同相的电压信号，悉数体系恰当于一个内阻很小的受控电压源；电流型操控办法的原理则是以输出电感电流作为受控方针，体系输出和电网电压同频同相的电流信号，悉数体系恰当于一个内阻较大的受控电流源。

如今，太阳能逆变器已有多种拓扑构造，最多见的是用于单相的半桥、全桥和Heric（Sunways专利）逆变器，以及用于三相的六脉冲桥和中点钳位（NPC）逆变器。太阳能逆变器的典型架构通常选用四个开关的全桥拓扑，如图1所示。

在图1中， Q1 和Q3被指定为高压侧IGBT，Q2 和Q4 则是低压侧 IGBT。该逆变器用于在其方针商场的频率和电压条件下，发作单相位正弦电压波形。有些逆变器用于联接净计量效益电网的居处设备，这便是其间一个方针运用商场，此项运用央求逆变器供应低谐波沟通正弦电压，让力可写入电网中。 本质上，为坚持谐波重量低和功率损耗最小，逆变器的高压端IGBT选用脉宽调制（PWM），低压端IGBT则以60Hz频率改换电流方向。通过让高压端 IGBT运用20kHz或20kHz以上的PWM频率和50/60Hz调制计划，输出电感L1和L2在实例中能够做得很小，而且照样能对谐波重量进行高效滤波。与活络和规范速度的平面器材比照，开关速度为20kHz的超活络沟道型IGBT能够供应最低的总导通损耗和开关功率损耗。相同，关于低压端开关电路，作业在60Hz的规范速度IGBT能够供应最低的功率损耗。

这个计划中的开关技能具有如下优势：通过容许高压端和低压端IGBT独立优化完毕很高的功率；高压端、同封装的软康复二极管没有续流时刻，然后消除了不必要的开关损耗；低压端IGBT的开关频率只需60Hz，因而导通损耗是这些IGBT的首要要素；没有穿插导通，由于任何时刻点的开关都发作在对角的两个器材上（Q1和Q4或Q2和Q3）；不存在总线直通的或许性，由于桥的同一边上的IGBT耐久不或许以互补办法开关；跨接低压端IGBT的同封装、超活络、软康复二极管通过优化能够使续流和反向康复时期的损耗抵达最小。