光伏逆变器

       光伏逆变器（PV inverter或solar inverter）可以将光伏（PV）太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电（AC）的逆变器，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供电的设备使用。太阳能逆变器有配合光伏阵列的特殊功能，例如最大功率点追踪及孤岛效应保护的机能。

概述

       光伏逆变器又称电源调整器，可以将光伏太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电的逆变器，是光伏阵列系统的平衡之一。

       光伏逆变器由升压回路、逆变桥式回路构成，可供商用输电系统，供离网的电网使用。其主要由晶体管等开关元件构成，通过开关元件重复开关，使直流输入变成交流输出。光伏逆变器具有主动运转和停机、跟踪节制、防独自运转等功用。

       通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。

       如上所述，逆变器有多种类型，因此在选择机种和容量时需特别注意。尤其在太阳能发电系统中，逆变器效率的高低是决定太阳电池容量和蓄电池容量大小的重要因素。

分类

       太阳能逆变器可以分为以下三类：

       1.独立逆变器（Stand-alone inverters）：用在独立系统，光伏阵列为电池充电，逆变器以电池的直流电压为能量来源。许多独立逆变器也整合了电池充电器，可以用交流电源为电池充电。一般这种逆变器不会接触到电网，因此也不需要孤岛效应保护机能。

       2.并网逆变器（Grid-tied inverters）：逆变器的输出电压可以回送到商用交流电源，因此输出弦波需要和电源的相位、频率及电压相同。并网逆变器会有安全设计，若未连接到电源，会自动关闭输出。若电网电源跳电，并网逆变器没有备存供电的机能。

       3.备用电池逆变器（Battery backup inverters）是一种特殊的逆变器，由电池作为其电源，配合其中的电池充电器为电池充电，若有过多的电力，会回灌到交流电源端。这种逆变器在电网电源跳电时，可以提供交流电源给指定的负载，因此需要有孤岛效应保护机能。

结构与工作原理

　　逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要用于把直流电力转换成交流电力。一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压；逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。逆变器主要由晶体管等开关元件构成，通过有规则地让开关元件重复开-关（ON-OFF），使直流输入变成交流输出。当然，这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实用。一般需要采用高频脉宽调制（SPWM），使靠近正弦波两端的电压宽度变狭，正弦波中央的电压宽度变宽，并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝一方向动作，这样形成一个脉冲波列（拟正弦波）。然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。

功能

　　逆变器不仅具有直交流变换功能，还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能（并网系统用）、自动电压调整功能（并网系统用）、直流检测功能（并网系统用）、直流接地检测功能（并网系统用）。这里简单介绍自动运行和停机功能及最大功率跟踪控制功能。

　　1、自动运行和停机功能

　　早晨日出后，太阳辐射强度逐渐增强，太阳电池的输出也随之增大，当达到逆变器工作所需的输出功率后，逆变器即自动开始运行。进入运行后，逆变器便时时刻刻监视太阳电池组件的输出，只要太阳电池组件的输出功率大于逆变器工作所需的输出功率，逆变器就持续运行，直到日落停机，即使阴雨天逆变器也能运行。当太阳电池组件输出变小，逆变器输出接近0时，逆变器便形成待机状态。

　　2、最大功率跟踪控制功能

　　太阳电池组件的输出是随太阳辐射强度和太阳电池组件自身温度（芯片温度）而变化的。另外由于太阳电池组件具有电压随电流增大而下降的特性，因此存在能获取最大功率的最佳工作点。太阳辐射强度是变化着的，显然最佳工作点也是在变化的。相对于这些变化，始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率点，系统始终从太阳电池组件获取最大功率输出，这种控制就是最大功率跟踪控制。太阳能发电系统用的逆变器的最大特点就是包括了最大功率点跟踪（MPPT）这一功能。

质量认证

　　认证目的

　　并网逆变器除了需要完成正常商用/工业用电器设备的安规测试以及EMC（电磁兼容）测试以外，最重要的部分是完成各个国家不同的并网测试，以满足各个国家不同的电力设施的供电参数以及电网波动的保护需求。

　　只有在具有资质的实验室完成了这三部分的测试，并持有实验室出具的报告后，逆变器才可以取得当地的并网许可，输送电力到当地的电力公司，并取得电网补贴。 简而言之，没有完成当地逆变器认证测试的逆变器，是不被当地政府或者电力公司许可接入到电网，那当然你也就没有资格获取电网补贴。

　　［1］测试项目

　　并网逆变器测试的项目必定包括三个部分 　安规测试部分 Electrical Safety

　　IEC EN 50178： Electronic equipment for use in power installations

　　IEC EN 62109-1/2

　　对应国内标准 GB17799.1，GB17799.3

　　电磁兼容部分 EMC

　　IEC EN 61000-6-1; IEC EN 61000-6-3： emissions and immunity requirements for equipment in residential environments

　　IEC EN 61000-6-2; IEC EN 61000-6-4： emissions and immunity requirements for equipment in industrial environments

　　［2］并网测试部分

　　对于并网测试部分，每个国家有不同的并网测试标准。

　　以欧洲主要的几个新能源补贴较好的国家为例。

　　试验应遵循各项配电网要求

　　国家标准

　　意大利： Enel 配电网连接准则 Guidelines for connections to the Enel Distribuzione grid

　　德国： DIN VDE 0126-1-1 & VDE 4105

　　英国： G83-1 ENEA ER G59/1

　　西班牙： 第661/2007号皇家法令 RD 1663/2000

　　［3］认证周期以及费用

　　一般来说，单个国家的测试项目完全完成安规，EMC以及并网测试项目需要两个月的时间。 但是安规和EMC部分的测试结果可以相互参照，所以以欧洲为例。 安规和EMC测试只需要一次即可。 而每个国家的并网测试标准虽然各为不同，但是在细节项目上多为重叠，只是区别对应的参数不一致。但是每个国家的认证机构却只是专长于各自的并网标准， 对于他国的标准，往往是采取外包的方式。

　　所以对企业来说，最有效的方式是寻找具有资质能力的实验室，一次性完成多个国家的并网测试标准。并由实验室代为申请各个国家的入网许可，同时可以取得各个认证机构的证书