光伏逆变电路原理与应用介绍

逆变技术是将直流电转换为交流电的过程，其中交流电的极性周期性地改变。在独立光伏发电系统中，逆变器通常采用电压源型逆变器。随着全控型电力电子器件和脉宽调制（PWM）技术的发展，桥式主电路和正弦脉宽调制（SPWM）技术已经成为电压源逆变器控制技术的主流。

这种技术通过将标准正弦波作为PWM调制波，旨在使逆变器输出电压在滤波后尽可能接近正弦波。为了优化输出，选择性消谐波等高级PWM技术应运而生。

此外，还发展了电流瞬时值滞环跟踪PWM控制技术和针对三相桥式电压型逆变器的电压空间矢量PWM（SVPWM）技术。SVPWM技术以其高直流电压利用率、快速动态响应、低开关损耗和低总谐波畸变率等优点，在三相电压型逆变器控制中的应用越来越广泛。

离网型光伏发电逆变电路通常采用电压源型逆变器。例如，单相全桥电压源型逆变器的结构包括直流侧滤波电路Cs、交流输出滤波器L1和C1以及变压器T。

在离网型三相光伏发电系统中，逆变器有两种方式：

一种是由三个单相全控桥逆变器组合而成的三相电压源逆变器，但这种方式元件多、成本高、体积大；

另一种是采用三相桥式电压源型逆变器，它通过三个桥臂构成的变换器替代三组单相全控桥逆变器，具有结构简单、成本低、体积小的优点，应用更广泛。

并网型光伏发电逆变器控制的主要目标是确保逆变器输出电压的幅值、频率和相位与电网一致，同时保持输出电流波形的谐波最小，实现向电网无扰动平滑供电。

根据功率级数的不同，并网型光伏发电系统中的功率变换器分为单级式和两级式两种结构。单级式结构较简单，无需DC-DC环节，光伏阵列直接通过逆变器并网，但这种结构在电网与光伏发电系统直流母线间缺乏能量解耦环节，使得实现MPPT、逆变和并网控制的算法变得更加复杂。

根据逆变器输出与电网之间是否接有隔离变压器，可分为隔离型和非隔离型。隔离型不仅安全性更高，还可以通过选择隔离变压器的变比来调节电压变换范围，从而增大直流母线电压的输入范围，因此可以根据场地要求进行光伏阵列的优化设计。