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逆变并网的实现

逆变器并网的实现

并网逆变器一般分为光伏并网逆变器、风力发电并网逆变器、动力设备并网逆变器和

其他发电设备并网逆变器。

在光伏并网发电系统中,逆变器做为光伏阵列与电网的USB设备,其流形结构同意着整

个系统的效率和成本,就是影响系统经济可信运转的关键因素.由于光伏并网逆变器的结构

流形种类众多、性能特点各有不同,其原理分析和性能比较,对于流形结构的合理挑选、提

升系统效率和降低生产成本有著极其重要的意义.

由于建筑的多样性，势必导致太阳能电池板安装的多样性，为了使太阳能的转换效率

最高同时又兼顾建筑的外形美观，这就要求我们的逆变器的多样化，来实现最佳方式的太

阳能转换。现在世界上比较通行的太阳能逆变方式为：集中逆变器、组串逆变器，多组串

逆变器和组件逆变.

1．光伏并网逆变器常用流形方案

光伏并网逆变器的具体电路拓扑众多,一般可按照有无变压器分类,也可根据功率变换

的级数来进行分类.

根据系统中有没有变压器,光伏并网逆变器可以分成并无变压器型(transformerless)、

工频变压器型(line-frequencytransformer,lft)和高频变压器型(high-

frequencytransformer,hft)三种.图1就是使用工频变压器型的流形结构,变压器放在工

频电网两端,可以有效率制止电流直流分量转化成电网.

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高频变压器型中的变压器一般可放置在两个地方.如图2所示.图2(a)是把高频变压器

置于dc-ac变换器内;图2(b)是把高频变压器置于dc-dc变换器内,两种方式均可实现隔离

功能.

工频变压器(lft)与高频变压器(hft)较之,体积小、重量轻、价格上也并无优势,因此,

在存有变压器流形方案的挑选中,通常女性主义于使用hft去同时实现降压和隔绝的功能.

高频链逆变技术与常规逆变技术的最大不同在于其利用高频变压器实现输入与输出的

电气隔离并实现能量流动，从而减小了变压器的体积和重量，降低了成本，提高了电能的

利用率，显著改善了逆变器的工作特性bj。高频链矩阵式逆变器体现了诸多优良特性：如，

采用dc／hfac／lfac(直流／高频交流／低频交流)两级变换拓扑实现逆变，减少了通态损

耗，提高了系统效率和可靠性；中间高频变压器环节可实现电气隔离和电压幅值的调整；

后级矩阵变换器(mc)采用双向开关，能量可双向流动等。从电路拓扑结构看,高频链逆变

器分为dc/dc变换型和矩阵式变换型（也称周波变流型）两种。前者在生产生活中应用较

广,但功率级较多,导致效率和可靠性不够理想,适用于功率单向流动场合，后者省去直流

环节,可以实现单级功率变换,从而减小了逆变器通态损耗,提高了整机的效率和可靠性。

由于矩阵

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式变换器中双向开关的存在,必须处理好换流问题，通常加吸收网络或者添加复杂的

辅助检测电路,不仅增加了电路复杂程度，而且降低了其可靠性。针对单相矩阵式变换器

国内外已有不少研究，大致分两个方向，一方面是从前级逆变入手来改善电路的开关性能，

通常利用高频变压器的寄生参数来构成谐振回路，令一方面从矩阵变换器安全换流的角度

进行调制策略的设计、优化.

为了尽可能地提升光伏并网系统的效率和降低成本,在直流母线电压足够多低时,也可

以使用不隔绝的并无变压器型流形方案.

由于输入与输出之间无电气隔离,无变压器型拓扑产生的对地漏电流成为一个需要解

决的技术难题.光伏模块存在一个随外部环境变化而变化且范围很大的对地寄生电容,其容

值在0.1～10nf之间,所以由许多光伏模块串并联构成的光伏阵列对地寄生电容变得更大,

从而可能导致相当大的对地漏电流.较大的对地漏电流一方面会严重影响变流器的工作模

式;另一方面也会给人身安全带来威胁.

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【6】

1．2按功率转换级数分类

按照功率变换的级数分类,并网逆变器一般可分为单级式(single-stageinverter)和

多级式(multiple-stageinverter)两种拓扑方案,如图3所示.

图3(a)右图为单级式逆变器的结构框图,它仅用