光伏离网逆变器并机典型设计

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一种新型光伏并网逆变器设计

摘要：本文设计了一种基于DSP控制的光伏并网逆变器，阐述了光伏逆变器并网的关键技术，通过对并网控制和孤岛效应等问题的分析，给出了具体的解决方案，经系统仿真和样机实验证明，该逆变器能够实现可再生能源以高功率因数回馈电网。

关键词：可再生能源；并网逆变器；DSP；孤岛效应

0 引言

光伏发电系统主要分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。其中并网型光伏发电系统一般由太阳能电池板、升降压变换电路，光伏逆变器，控制器等部分组成，其中光伏逆变器是将直流电转换成交流电的核心设备。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能发电系统，独立的向负载供电，并网逆变器用于并网运行的太阳能发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单，造价低，但谐波分量大，一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统，正弦波逆变器成本高，但可以适用于各种负载。本文设计出一种效率较高、并网控制策略较新的光伏并网逆变器。实现输出电流与电网电压同频同相，达到光伏发电并网的要求。

1 并网逆变器的基本原理

并网逆变器按控制方式分类，可分为电压源电压控制、电压源电流控制、电流源电压控制和电流源电流控制四种方法。以电流源为输入的逆变器，直流侧需要串联一个大电感提供较稳定的直流输入，但由于这一大电感往往会导致系统动态响应差，因此当前世界范围内大部分的并网逆变器均采用电压源输入为主的方式。逆变器与市电并联运行的输出控制可分为电压控制和电流控制。本文所设计的3KW单相并网逆变器就是采用电压源输入、控制电流输出的控制方式，逆变电路结构采用的是单相桥式逆变电路。其拓扑结构图如图1所示，逆变器的输出经过一个L滤波环节和工频隔离变压器接入电网。

光伏离网系统典型设计

当今世界上还有很大一部分人生活在缺电或无电的世界中，他们居住在贫困或偏远地区，远离发电厂和公共电网，因为没有电，无法享受到现代文明给生活带来的信息和便利。光伏离网发电系统是一种独立自给的可再生新能源供电系统，可以解决他们的基本用电问题。

典型光伏离网发电系统主要由太阳能组件，支架，太阳能控制器，离网逆变器，蓄电池，配电箱等六部分组成，太阳能组件接入到太阳能控制器后，首先满足用户负载使用，之后将多余的电量存储于蓄电池中，以备夜间及阴雨天使用，当蓄电池没电，大部分逆变器还可以支持市电输入（或者柴油发电机）作为补充能源给负载供电。

光伏离网系统的设计不同于并网发电系统，需要考虑用户的负载大小，日用电量，当地的气候条件等因素，根据客户的实际需求选择不同设计方案，相对较为复杂，为了保证离网系统能够可靠工作，做好前期的客户需求调查是非常有必要的。光伏离网系统的设计，主要包含逆变器的选型，组件容量的设计和蓄电池容量的设计：

一．逆变器选型：根据用户负载大小和类型确定逆变器功率

逆变器功率大小的选择一般要不小于负载总功率，但是考虑到逆变器的使用寿命和后续扩容，建议逆变器功率需要考虑留有一定的裕量，一般为负载功率的1.2~1.5倍，另外，如果负载包含有类似于冰箱，空调，水泵，抽油烟机等带电动机的感性负载（电动机的启动功率是额定功率的3~5倍），需要把负

载的启动功率考虑进来，即负载的启动功率要小于逆变器的最大冲击功率。以下是逆变器的功率选择的计算公式，供设计时参考。

二．组件容量确定：根据用户日用电量和光照强度确定组件容量

光伏逆变器和电网连接系统设计

光伏逆变器和电网连接系统是太阳能光伏发电系统中重要的组成部分，它负责将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电，并将其连接到电网供电系统中。为了确保系统的高效稳定运行和安全性，光伏逆变器和电网连接系统的设计至关重要。本文将从逆变器选型、电网连接、电流保护和接地保护等方面，详细介绍光伏逆变器和电网连接系统的设计要点。

首先，在逆变器的选型上，需要考虑到光伏发电系统的规模、工作温度范围、输出功率、效率等因素。一般来说，大型光伏发电站可以选择集中式逆变器系统，而小型光伏发电系统则可以选择分布式逆变器系统。同时，逆变器的工作温度范围要与实际环境相匹配，输出功率要满足系统的需求，并且高效率的逆变器能够提高光伏发电系统的发电效率，因此在选型时需要考虑以上要素。

其次，在电网连接方面，光伏逆变器和电网之间需要具备稳定可靠的连接。为了满足这一需求，通常采用悬挂式连接方式，即通过光伏逆变器和电网之间的一个连接点进行连接。连接线的选用要符合电气安全规范，具备足够的导电能力和耐电气应力能力。此外，还需要确保连接点处于干燥通风的环境中，以防止接触点氧化或过热引发故障。

接下来，关于电流保护措施，光伏逆变器和电网连接系统需要具备过流保护功能。过流保护器要根据系统电流的大致范围选择合适的额定电流值，一般情况下，额定电流值为系统额定功率的1.25倍。过流保护器的作用是在系统电流超过额定电流值时切断系统的电流供应，有效保护光伏逆变器和电网连接系统的安全运行。

最后，接地保护也是光伏逆变器和电网连接系统设计中不可忽视的重要环节。光伏逆变器和电网连接系统需要确保在故障状态下能及时接地，以保护人身安全和系统设备。为此，需要安装有效的接地装置，如接地电极、接地线等。接地装置要符合电气安全要求，接地电极应埋设于经防潮、不受外力损坏的土壤中，并与光伏逆变器和电网主接地系统进行连接，实现有效的接地保护。

光伏发电并网逆变器设计及其控制实现

光伏发电并网逆变器设计及其控制实现光伏发电并网逆变器是一种将光伏电池组发出的直流电能转换为交流

电能并与电网连接的装置。它在光伏发电系统中起着重要的作用，能够将

光伏电池组产生的直流电能转化为交流电能供电网使用，从而实现将太阳

能转化为电能的目的。本文将对光伏发电并网逆变器的设计原理及其控制

实现进行详细介绍。

光伏发电并网逆变器的设计原理是将光伏电池组发出的直流电能经过

逆变器的转换，变为符合电网要求的交流电能。其主要功能包括功率调节、电网电压频率跟踪以及电网短路保护等。在设计过程中，需要考虑逆变器

的效率、可靠性以及控制精度等因素。

光伏发电并网逆变器的组成主要包括直流侧和交流侧两个部分。直流

侧主要由光伏电池组、直流输入滤波电路和直流侧逆变器构成。交流侧主

要由交流输出滤波电路、逆变桥和输出变压器构成。在设计中，需要对每

个部分进行设计和参数选择，以保证逆变器的正常运行。

光伏发电并网逆变器的控制实现主要包括两个方面：MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制和电网逆变控制。MPPT控

制是为了保证光伏电池组能够始终工作在最大功率点上，通过调整光伏电

池组的工作电压和电流，以获得最大功率输出。电网逆变控制是为了保证

逆变器能够将直流电能转换为符合电网要求的交流电能，包括电压和频率

的跟踪控制。

在MPPT控制方面，一般采用模拟控制和数字控制相结合的方式。模

拟控制主要通过比较光伏电池组输出电压和电流与最大功率点的关系，通

过调整控制信号来实现。数字控制是采用数字信号处理器（DSP）等处理

光伏离网系统设计方案

一、引言

随着可再生能源的快速发展和环境问题的日益严重，光伏离网系统逐渐成为人们研究和应用的焦点之一。光伏离网系统是指通过太阳能光伏发电系统将太阳能转化为电能，并将其中一部分直接馈回电网供给其他用户使用，同时将另一部分电能储存在电池中以备无光照时使用。本文将介绍光伏离网系统的设计方案。

二、主要组成

1. 太阳能光伏模块

太阳能光伏模块是光伏离网系统的核心部件，它的作用是将太阳能转化为直流电能。光伏模块通常由多个太阳能电池组成，通过并联或串联的方式组成电池组。

2. 光伏逆变器

光伏逆变器是将光伏发电模块产生的直流电能转化为交流电能的装置。逆变器具有高效率、低损耗和稳定的特点，能够将直流电能转化为标准的交流电输出。

3. 电池组

电池组是光伏离网系统的储能装置，它可以储存太阳能发电系统产生的多余电能，并在无光照时提供电能供给使用。电池组通常由多个电池单元组成，并可以根据需要进行扩展。

4. 电网连接装置

电网连接装置是将光伏离网系统连接到公共电网的关键设备。它通过逆变器将系统产生的电能馈回电网，并可以将电网的电能供给系统使用。

三、离网系统设计方案

1. 太阳能光伏模块的选择

在选择太阳能光伏模块时，需要考虑模块的转换效率、耐久性和可靠性。同时，根据实际情况确定光伏模块的数量和布置方式，以确保最大程度地利用太阳能资源。

2. 光伏逆变器的选型

逆变器的选型要考虑系统的容量和负载特点，确保逆变器能够稳定地运行和高效地将直流电能转化为交流电能。此外，还要考虑逆变器的保护功能和通信接口，以便实现远程监控和管理。

光伏离网逆变器并机典型设计

在一些无电地区，安装光伏离网储能系统，比采纳油机发电，更经济和环保。相对于并网系统，离网系统较为简单，需考虑用户的负载、用电量、当地的天气状况，特殊是负载状况多样化，有像水泵类的感性负载、也有像电炉类的阻性负载，有单相，也有三相。对于大于10kW的光伏离网系统，可以采纳单机或者多机并联的方式，但各有其优缺点。

本文主要介绍采纳多台离网逆变器搭建的中大功率光伏离网系统设计方法。

古瑞瓦特离网掌握逆变一体SPF5000TL HVM机型，最多支持6台并机，可以搭建30kW以内的光伏离网系统。既可组成30kW的单相系统，还可组成30kW的三相系统。考虑到三相负载不肯定均衡，6台逆变器组成三相系统时，还有多种配置方法，如222、321、411等，可以应对不同场景的用户需要。下表是一个用户的实际负载状况和用电状况。

这个系统较特别，有单相负载与三相负载两种，且三相不平衡。我们依据负载的分布，先进行逆变器选型设计，系统总负载功率是24kW，用户表示，不会全部的负载都同时运行，最大功率在20kW左右，因此设计采纳6台5kW单相离网逆变器，A相用3台共15kW，B相用2台共10kW，C相用1台共5kW，构成一个30kW三相不平衡的离网系统。单相逆变器输出有两根线：相线和零线，6台逆变器的零线全接在一起，3台逆变器的相线接在A相，2台逆变器的相线接在B相，1台逆变器的相线接在C相。

多台逆变器并联，每台机还需连接通信线，A相的3台机均流线接在一起，B相的2台机均流线接在一起,连接完线，再接上蓄电池，关闭输出断路器，在面板上设置逆变器的相位，SPF5000进入设置第23项，A相的3台机设为3P1，B相的2台机设为3P2，C相的1台机设为3P3，设置完成，便可运行。

并网光伏电站设计—逆变器

在逆变器的设计过程中，需要考虑以下几个关键因素：

1.功率容量：逆变器的功率容量应该与光伏电站的总装机容量相匹配，以确保其能够正常运行并将发电功率最大化地注入电网。根据电站的规模

和要求，逆变器的功率容量可以从几千瓦到几百兆瓦不等。

2.输入电压和电流范围：逆变器需要能够适应光伏组件输出的直流电

的波动，因此需要具备一定的输入电压和电流范围。光伏组件的输出受到

天气、温度等因素的影响，因此逆变器需要具备一定的适应能力，以保持

恒定的输出电压和功率。

3.输出电压和频率：逆变器的输出电压和频率需要与电网的要求相匹配，以确保能够顺利地将发电功率注入电网。常见的输出电压为220V、

380V等，输出频率为50Hz或60Hz。

4.效率和稳定性：逆变器的效率是指输入功率与输出功率之比，通常

在90%以上。在设计过程中，需要考虑如何提高逆变器的转换效率，使其

能够将光伏组件的输出最大化地转换成交流电。稳定性方面，逆变器需要

具备良好的抗干扰和抗变形能力，以应对电网的波动和突变。

5.保护功能：逆变器需要具备多重保护功能，以确保其在异常情况下

能够安全运行。例如，过电压保护、过电流保护、短路保护等。另外，逆

变器需要具备辅助开关装置，以便在故障发生时能够及时切断与电网的连接。

6. 通信功能：为了实现对逆变器的监控和管理，逆变器需要具备通

信功能，允许远程监控和故障诊断。可以采用各种通信协议和接口，如

RS485、Modbus、TCP/IP等，确保系统的可控性和可靠性。

在实际应用中，逆变器的设计还需考虑电站的布局、环境条件、成本等因素。此外，随着光伏技术的发展，逆变器也不断更新换代，增加了更多的功能和性能，如MPPT跟踪、无变压器设计、多电路设计等。

两级拓扑结构的离网型光伏逆变器设计

两级拓扑结构的离网型光伏逆变器设计离网型光伏逆变器是将光伏发电的直流电转换成交流电，可以独立运行，并将多余的电能储存起来的设备。在离网型光伏逆变器设计中，拓扑结构起着重要的作用。而两级拓扑结构是目前较为常见和成熟的设计方案之一

两级拓扑结构的离网型光伏逆变器由两个级别的逆变器组成，分别是辅助逆变器和主逆变器。辅助逆变器主要用于控制和保护光伏发电系统，而主逆变器则用于将直流电转换为交流电并提供给负载。这样的设计可以提高逆变器的效率和性能，同时也可以提供更稳定的输出电压和频率。

在两级拓扑结构中，辅助逆变器起到了关键的作用。它主要用于控制光伏发电系统的输入电流和电压，并保护主逆变器不受损坏。辅助逆变器通常采用辅助电源来供电，以确保其正常工作，同时提供给主逆变器所需的电流和电压信息。

主逆变器是整个系统的核心部分。它将直流电通过中频环节转换为高频交流电，然后通过输出滤波器滤除谐波并产生交流电源电压。主逆变器的设计需要考虑的因素包括电流和电压的控制、高效率的能量转换和良好的电压稳定性等。

两级拓扑结构的离网型光伏逆变器有一些优点。首先，辅助逆变器的存在可以大大提高整个系统的可靠性和稳定性。其次，两级结构可以减小主逆变器的功率损耗，提高能量转换效率。此外，两级拓扑结构还可以提供更灵活的设计和优化，以满足不同条件下的需求。

然而，两级拓扑结构的离网型光伏逆变器也存在一些挑战。首先，辅助逆变器的设计和控制需要更多的成本和复杂性。其次，两级结构可能会增加系统的体积和重量，对于一些特殊应用场景可能会有限制。

综上所述，两级拓扑结构的离网型光伏逆变器是一种比较成熟和常见的设计方案。其通过辅助逆变器和主逆变器的组合，可以提高整个系统的可靠性、效率和稳定性。然而，对于具体的设计和应用场景，需要综合考虑各个因素，以确保逆变器的性能和可靠性符合要求。

并网型光伏逆变器设计与优化

随着可再生能源的快速发展和对环境保护意识的增强，光伏发电逐渐成

为世界各地的主要能源选择。并网型光伏逆变器作为将光伏电池阵列产生的

直流电转换为交流电的关键设备，其性能和效率对光伏发电系统的整体效果

起着至关重要的作用。本文将介绍并网型光伏逆变器的设计与优化的一些关

键方面。

首先，我们需要了解并网型光伏逆变器的基本原理。并网型光伏逆变器

主要是将光伏电池组产生的直流电输入到逆变器中，经过逆变器内部的电子

器件和控制系统的调节，将直流电转换为与电网频率和电压相匹配的交流电。逆变器的输出电流被直接注入电网，供电给电网和连接在电网上的家庭和企业。

设计一个高效、稳定和可靠的并网型光伏逆变器是实现光伏发电系统高

效运行的关键。首先，设计人员需考虑逆变器的效率。逆变器的效率直接影

响系统整体的发电效果，高效率的逆变器能够最大限度地利用太阳能转换为

电能，并将其注入到电网中。因此，在逆变器的设计中，需要选择高效的电

子元件和优化的电路拓扑结构，以降低转换过程中的能量损耗。

此外，在设计中还需要考虑逆变器的稳定性。逆变器在运行过程中会受

到不同的环境影响，例如温度、湿度、线路电压波动等，因此需要具备一定

的抗干扰能力和稳定性，以保证逆变器在各种工作条件下都能正常运行。

在优化方面，除了提高效率和稳定性外，设计人员还可以考虑一些其他

因素来进一步优化并网型光伏逆变器的性能。例如，与光伏电池阵列之间的

最大功率点跟踪（MPPT）算法的优化，可以通过调节逆变器的工作点来实

现光伏电池阵列的最佳功率输出。此外，设计人员还可以考虑逆变器的电网

光伏并网逆变器的设计

光伏并网逆变器是将光伏发电系统产生的直流电转化为交流电并与电

网进行并网连接的核心设备。其设计需要考虑多个因素，包括并网效率、

可靠性、功率因数、抗干扰性等，以实现光伏发电系统的高效、可靠运行。在设计光伏并网逆变器时，需要考虑以下几个方面的因素：

1.安全性和稳定性：光伏并网逆变器在设计上需要保证系统运行的安

全性和稳定性。在设计中，应该考虑保护功能，如过温保护、短路保护、

过载保护等，以防止设备出现故障或损坏，保证人身安全和设备的稳定运行。

2.并网效率：光伏并网逆变器的并网效率是衡量其工作效能的重要指标。高效的并网逆变器可以更有效地将光伏数组的直流电转化为交流电，

提高光伏发电系统的发电效率。设计逆变器时应选择高效的电子元器件，

合理设计电路布局，以提高并网效率。

3.功率因数：光伏并网逆变器的功率因数是指其输出交流电的波形与

电网电压波形之间的相位差。功率因数是衡量光伏并网逆变器对电网负载

影响的重要指标。设计光伏并网逆变器时，应考虑到电网对功率因数的要求，选择合适的控制策略和电路结构，以达到良好的功率因数调节效果。

4.抗干扰性：光伏发电系统往往会面临诸如电网电压波动、谐波扰动、瞬变干扰等问题。设计光伏并网逆变器时，应考虑到这些干扰因素对系统

的影响，并采取相应的措施，如合理的滤波设计、采用抗干扰的电子元器

件等，以提高系统的抗干扰能力。

5.通信功能：光伏并网逆变器通常需要与监测系统进行数据交互，实

现对光伏发电系统进行监测和管理。设计光伏并网逆变器时，应考虑到通

信接口的设计和通信协议的选择，以实现与监测系统的数据传输和远程监控。

光伏并网逆变器的设计

半导体器件应用网

/news/201535.html 光伏并网逆变器的设计

【大比特导读】基于光伏并网逆变器的基本原理和控制策略，设计了并网型

逆变器的结构，其采用了内置高频变压器的前后两级结构，即前级DC/DC高频

升压，后级DC/AC工频逆变。该设计模式具有电路简单、性能稳定、转换效率

高等优点。

基于光伏并网逆变器的基本原理和控制策略，设计了并网型逆变器的结构，其采用了内

置高频变压器的前后两级结构，即前级DC/DC高频升压，后级DC/AC工频逆变。该设计模式

具有电路简单、性能稳定、转换效率高等优点。

在能源日益紧张的今天，光伏发电技术越来越受到重视。太阳能电池和风力发电机产生

的直流电需要经过逆变器逆变并达到规定要求才能并网，因此逆变器的设计关乎到光伏系统

是否合理、高效、经济的运行。

1光伏逆变器的原理结构

光伏并网逆变器的结构如图1所示，主要由前级DC/DC变换器和后级DC/AC逆变器构成。

其基本原理是通过高频变换技术将低压直流电变成高压直流电，然后通过工频逆变电路得到220V交流电。这种结构具有电路简单、逆变电源空载损耗很小、输出功率大、逆变效率高、

稳定性好、失真度小等优点。

图1光伏逆变器结构图

逆变器主电路如图2所示。DC/DC模块的控制使用SG3525芯片。SG3525是双端输出式SPWM脉宽调制芯片，产生占空比可变的PWM波形用于驱动晶闸管的门极来控制晶闸管通断，

从而达到控制输出波形的目的。

作为并网逆变器的关键模块，DC/AC模块具有更高的控制要求，本设计采用TI公司的TMS320F240作为主控芯片，用于采集电网同步信号、交流输入电压信号、调节IGBT门极驱

三相LCL型光伏并网逆变器设计

摘要：逆变器是光伏发电实现并网的核心元件，其性能直接影响光伏并网发电的稳定性和电能质量。针对LCL型滤波器谐振尖峰，研究分析了6种无源阻尼方法。采用电容支路串电阻法抑制谐振尖峰，设计了基于并网电流反馈无源阻尼的三相LCL型光伏逆变器结构，并对各项参数进行了优化设计。最后，仿真验证了逆变器结构的有效性和参数设计的合理性，为创新港概念厂项目实施光伏发电提供了技术参考和指导。

关键词：光伏发电；LCL型逆变器；并网；无源阻尼；参数设计

引言

面对资源匮乏、能源短缺、环境污染等一系列问题，光伏、风力等新能源发电迅猛发展，成效显著。随着国家双碳政策的出台，光伏产业并网发电受到政策扶持和鼓励。在双碳目标的驱动下，作为耗能大户的污水处理厂开始着眼于利用光伏发电实现节能降耗。污水处理厂拥有占地面积大、空间开阔的天然优势，将光伏并网发电引入污水处理项目，不仅可以降低自身用电成本，还可实现大气环境和水环境污染减排的双赢，促进污水处理企业可持续发展。并网逆变器是光伏发电系统与电网之间的能量传递装置，在向电网输送高质量电能的过程中发挥着关键作用。并网逆变器的逆变器桥输出电压中含有丰富的开关谐波，为抑制开关谐波导致的并网电流谐波，需要在逆变器中引入滤波器，LCL型滤波器与L型滤波器相比具有更好的谐波抑制能力和衰减特性，因此被广泛应用。

创新港项目设想采用前瞻的构思、独特的创意和最新的科技成果打造城市污水处理“概念厂”，以探索中国环境保护未来的发展方向，改变人们对污水处理的

理念，由高能耗高物耗向能源化资源化方向发展。概念厂力求大幅提高污水处理厂能源自给率，实现节能降耗，充分利用太阳能产能供给厂区耗能。为指导创新港概念厂项目实现光伏并网发电，本文将设计一种光伏并网逆变器结构，通过建立数学模型分析滤波器谐振机理，根据幅频特性曲线对比L型滤波器和LCL型滤波器的滤波特性，并阐释LCL型滤波器的谐振现象。为抑制谐振尖峰，研究分析了6种基于无源阻尼的滤波器支路串并联电阻方法。采用电容支路串联电阻的无源阻尼控制方法抑制谐振尖峰，设计了一种基于并网电流反馈无源阻尼的三相LCL型光伏逆变器结构，并进行了参数优化设计，仿真结果表明，设计的并网逆变器实现了单位功率因数并网运行。

10kW光伏并网逆变器控制系统设计

新能源电工技术
１０ｋＷ光伏并网逆Biblioteka Baidu器控制系统设计
张雪珍
（大同煤矿集团塔山光伏发电有限责任公司，山西大同０３７００３）
摘要：介绍了光伏并网逆变器的设计要求与拓扑选型，以及硬件与控制算法的设计。关键词：光伏并网；电路拓扑；选型 DOI:10.19768/j.cnki.dgjs.2019.14.055
０引言
太阳能光发电技术是通过转换设备，将接收到的辐射太阳能转换为电能的技术，而利用光伏效应原理来进行光电转换的设备则称之为光电转换装置。逆变器的转换效率、输出结果质量的好坏影响着整个系统的性能。本文介绍了光伏并网逆变器控制系统的设计，所涉及的逆变器为１０ｋＷ功率等级，采用的控制策略为电压外环控制。［１］
逆变器技术水平的高低直接影响太阳能资源的利用效率。电压外环控制方案具有很大的优势，可以提高输出电流的质量，更好地发挥逆变器的控制作用，使输出的电流和电压性质较稳定，可以直接被使用。整个光伏发电系统由光伏阵列、相应的辅助设备和并网装置以及相关的电子设备组成，其运行过程由控制器控制，将所获得的电能进
１２７
电工技术新能源
行合理转化以便于公共电网使用。逆变器可以实现电流之间的转换，使系统之间可以较为完整地对接。
２光伏并网逆变器硬件与控制算法设计

光伏逆变器并联模式

一、什么是光伏逆变器并联模式

光伏逆变器并联模式是指在光伏发电系统中，通过将多个光伏逆变器连接在一起，形成并联运行的模式。这种模式能够提高系统的可靠性、灵活性和效率，是光伏发电系统中常用的一种连接方式。

二、光伏逆变器并联模式的工作原理

光伏逆变器并联模式的工作原理如下：

1.多个光伏逆变器的直流输入端连接到同一个光伏电池阵列，并行地接收光伏

电池组的直流电能。

2.光伏逆变器将直流电能转换为交流电能，并在输出端提供给负载或并网。

3.光伏逆变器之间通过通信协议进行数据交换和协同控制，确保并联运行的稳

定性和可靠性。

4.当其中一个光伏逆变器故障或需要维护时，系统可以自动切换至其他正常工

作的逆变器，以保证系统的连续供电。

三、光伏逆变器并联模式的优势

光伏逆变器并联模式具有以下优势：

1.提高系统的可靠性：当某个逆变器故障时，系统可以通过切换到其他逆变器

实现恢复，减少停机时间和影响范围。

2.提高系统的灵活性：并联模式可以根据系统的需求灵活地增加或减少逆变器

的数量，以适应光伏电池阵列的变化和系统容量的升级。

3.提高系统的效率：逆变器并联可以减小单一逆变器的负载，降低系统中电压

和电流的损耗，提高能量转换效率。

4.降低系统的成本：通过并联模式，可以充分利用已有的逆变器资源，减少新

设备的采购和安装成本。

四、光伏逆变器并联模式的应用场景

光伏逆变器并联模式适用于以下场景：

1.大型光伏发电站：在大型光伏发电站中，通常需要安装数十甚至上百个逆变

器，采用并联模式能够提高系统的可靠性和效率。

2.商业和工业用途：在商业和工业建筑中安装的光伏发电系统，通过并联多个

光伏并网逆变器设计方案讲解

光伏并网逆变器是将光伏发电系统中产生的直流电转换为交流电，并

与电网进行并联供电的装置。光伏并网逆变器设计方案包括逆变器的工作

原理、逆变器的拓扑结构、逆变器的控制策略、逆变器的保护措施等内容。下面将对这些方面进行逐一讲解。

首先，光伏并网逆变器的工作原理是将光伏电池组件吸收到的太阳能

转换为直流电，然后通过逆变器将直流电转换为交流电，并将其注入电网中。其主要作用是确保光伏电池组件输出功率的最大化，并保证与电网的

安全连接。

其次，光伏并网逆变器的拓扑结构有多种选择，如单桥、双桥、全桥等。其中，全桥结构是应用最广泛的一种拓扑结构，其具有输入电压范围广、功率因数调节范围宽、输出电压波形精度高等特点。

光伏并网逆变器还使用了多种控制策略，如MPPT（最大功率点跟踪）、PWM（脉宽调制）和ZVS（零电压开关）。MPPT控制策略可以通过

对光伏电池组件的电流和电压进行监测，找到输出功率的最大点，从而实

现最大功率的提取；PWM控制策略可以通过对逆变器的开关器件的控制，

获得所需的输出电压和频率；而ZVS则可以降低逆变器的开关损耗，提高

逆变器的效率。

最后，光伏并网逆变器还需要采取一些保护措施，以提高光伏系统的

可靠性和安全性。其中，最常见的保护措施有电压保护、过流保护和过温

保护。电压保护可以通过对逆变器输出电压的监测，当电压过高或过低时，自动切断逆变器与电网的连接，以避免损坏设备；过流保护可通过对逆变

器输出电流的监测，当电流超过额定值时，及时限制输出功率，以确保设

备安全运行；过温保护可通过对逆变器内部温度的监测，当温度过高时，自动降低工作频率或停机。

基于DSP技术的5kW离网型光伏逆变器设计

太阳能光伏发电是当今世界上最有发展前景的新能源技术，太阳能光伏发电系统按照系统运行方式的不同可分为离网型光伏发电系统、并网型光伏发电系统以及混合型光伏发电系统。随着我国光伏发电系统的迅速发展，尤其是光伏屋顶计划的实施，国内对离网型光伏逆变器的需求将越来越大。离网型光伏发电系统主要是由光伏电池阵列、控制器、逆变器、储能装置等环节组成，如图1所示，其中逆变器是光伏系统中重要的器件之一，其可靠性和转换效率对推行光伏系统、降低系统造价至关重要。

目前，国内同类产品主要存在以下不足：a．大多采用单片机控制，实时性差，数据处理及通信能力有限；b．采用变压器，体积大、笨重；c．输出电压精度不高，不能满足社会发展的需要。本文提出了5kW光伏控制器的设计方案，可以广泛用于离网型光伏发电系统、风光互补发电系统，具有体积小、重量轻、输出电压精度高、波形好、现场总线实现智能监控等特点。

1、5kW离网型光伏逆变器基本结构

光伏逆变器的结构如下所示，包含一次回路和二次回路两部分，其中一次回路由输入滤波电路、Boost升压电路、全桥逆变电路和输出滤波电路等组成，二次回路由TMS320Fz812控制器电路、信号检测电路、人机交互电路和通讯电路组成。下面就5kW离网型光伏逆变器的硬件主电路和控制策略进行设计。图2光伏控制器结构图

2、5kW离网型光伏逆变器硬件设计

目前，常用的离网型逆变电路主要有三种拓扑结构：工频隔离单级逆变器、高频隔离两级逆变器和无隔离两级逆变器。经理论计算和实践验证，使用一种更适合用在光伏发电系统中的电路拓扑结构：无隔离两级逆变，也叫做Boost逆变器，如图3所示。