第3章太阳能光伏控制器和逆变器2
第3章太阳能光伏控制器和逆变器2
• 图中E为输入的直流电压， R为逆变器的纯电阻性负载。 当开关S1、S3接通时，电 流流过S1、R、S3，负载R 上的电压极性是左正右负； • 当开关S1、S3断开，S2、 S4接通时，电流流过S2、R 和S4，负载上的电压极性 相反。若两组开关S1、S3 和S2、S4以某一频率交替 切换工作时，负载R上便可 得到这一频率的交变电压。
• 电力系统高压架空线路一般采用三相三线 制，三条线路分别代表a，b，c三相，我 们在野外看到的输电线路，三根线可能水 平排列，也可能是三角形排列的 • 火线与零线之间称为单相电，火线与火线 之间称为三相电。
逆变器的分类
• 按照逆变器输出功率大小的不同，可分为小功率 逆变器(<5kW)、中功率逆变器(5～50kW)、大功 率逆变器(>50kW)； • 按照逆变器隔离（转换）方式的不同，可分为带 工频隔离变压器方式、带高频隔离变压器方式、 不带隔离变压器方式。 • 按照逆变器输出能量的去向不同，可分为有源逆 变器和无源逆变器。 对太阳能光伏发电系统来说，在并网型光伏 发电系统中需要有源逆变器，而在离网独立型光 伏发电系统中需要无源逆变器。（连接电网的是 有源逆变，连接负载的是无源逆变） • 在太阳能光伏发电系统中还可将逆变器分为离网 型逆变器（应用在独立型光伏系统中的逆变器） 和并网型逆变器。
(1)推挽式逆变电路
• 该电路由两只共负极连接的功率开关管和一个初 级带有中心抽头的升压变压器组成。 • 升压变压器的中心抽头接直流电源正极，两只功 率开关管在控制电路的作用下交替工作，输出方 波或三角波的交流电力。
• 由于功率开关管的共负极连接，使得该电 路的驱动和控制电路可以比较简单，另外 由于变压器具有一定的漏感，可限制短路 电流，因而提高了电路的可靠性。 • 该电路的缺点是变压器效率低，带感性负 载的能力较差，不适合直流电压过高的场 合。
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略太阳能光伏逆变器是太阳能发电系统中的重要组成部分，它可以将太阳能电池板通过光伏逆变器转换为交流电能，然后供给给电网或者自用。
光伏逆变器的控制策略是影响系统性能和运行稳定性的重要因素。
本文将介绍光伏逆变器的控制策略和常见的调节方法。
一、常见的光伏逆变器控制策略1. MPPT控制策略MPPT（Maximum Power Point Tracking）是最大功率点跟踪技术，通过跟踪太阳能光伏电池板的最大功率点，从而最大化光伏发电系统的输出功率。
MPPT技术可以根据太阳能电池板的电压和电流实时调整直流母线电压，使得光伏电池板在不同光照条件下都能保持在最大功率点上工作，从而提高发电效率。
2. 电压控制策略电压控制策略是通过对光伏逆变器输出交流电电压进行调节，实现对系统电压的稳定控制。
在接入电网的情况下，逆变器需要保持输出电压与电网同步，并满足电网的电压、频率和无功功率需求。
在无电网情况下，逆变器需要保持输出电压和频率稳定，以满足负载的需求。
3. 频率控制策略频率控制策略是针对接入电网运行的光伏逆变器而设计的，其目的是使逆变器输出的交流电频率与电网的频率保持同步。
通过对逆变器的PWM控制方式进行调节，可以有效实现对输出频率的控制。
二、光伏逆变器控制策略的调节方法1. PID控制PID控制是最常见的控制策略之一，通过对光伏逆变器的输出电压、频率、电流进行PID控制，可以实现对系统的稳定和准确控制。
PID控制根据系统的反馈信号和设定值进行比较，并根据误差信号调节控制参数，实现对输出量的精确调节。
2. DSP控制DSP（Digital Signal Processor）控制是一种基于数字信号处理器的高性能控制方法，通过对逆变器的数字控制信号进行处理，可以实现对系统的快速响应和精确控制。
DSP控制由于其高性能、可编程性和灵活性，已经成为光伏逆变器控制的重要技术手段。
3. 模糊控制模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，它不需要建立精确的数学模型，可以应对各种复杂的控制系统。
《太阳能光伏发电技术》课程标准
《太阳能光伏发电技术》课程标准精品课程《太阳能光伏发电技术》课程教学大纲适用专业，太阳能光电应用技术专业应用电子,太阳能光电应用技术方向，二?一一年三月《太阳能光伏学》课程教学大纲1精品课程一、课程基本信息课程编号课程名称太阳能光伏学课程英文名称Photovoltaics of Solar cells总学时数42授课实践实验习题课设计36 6学时学时学时学时学时学分3开课单位海南技术学院交通与信息学院适用专业统招专科:太阳能光电应用技术专业先修课程电工电子课程类别职业技术模块选用教材沈辉主编的《太阳能光伏发电技术》，自编教材〜出版中，1、杨金焕主编的《太阳能光伏发电应用技术》〜电子工业出版社〜2009。
主要教学2、伟纳姆，澳,主编、狄大卫翻译的《应用光伏学》〜上海交通大学出版社〜2008o 参考书3、赵争鸣主编的《太阳能光伏发电及其应用》〜科学出版社〜2007o4、杨德仁主编的《太阳电池材料》〜化学工业出版社〜2008o《太阳能光伏发电技术》是材料类专业研究太阳能光伏发电技术的一门专业必修课。
开设本课程的U的是使学生获得必要的太阳能光伏发电技术的基本理论、基本知本课程识和基本技能〜为从事光伏方向的技术工作〜学习后续课程打下基础。
其任务是使学任务和生掌握太阳电池材料的制备技术、表征手段以及太阳能光伏系统的设计与国民经济各LI的领域的应用〜能够进行基本的太阳电池性能测试及太阳电池组件封装〜并具备太阳能光伏系统优化设讣的技能和简单独立光伏系统的典型应用。
教学大纲教学大纲材料系材料科学与工程教研室2010-8-5制订单位制订时间二、课程内容及基本要求第一章:太阳能及其利用概述课程内容：1、能源的四种分类方式以及人类利用能源的历程,能源危机的山来以及开发利用可再生能源，如太阳能，对于缓解能源危机的重要意义。
2、化石燃料利用引起的全球“温室效应”后果以及开发利用可再生能源，如太阳能，对于保护生态环境的重要意义。
光伏发电逆变器工作原理及控制
光伏发电逆变器工作原理及控制光伏发电逆变器是一种将光伏电池组发出的直流电转换为交流电的装置。
它的工作原理主要包括电流控制、电压控制和PWM调制。
在光伏电池组输出的直流电经过逆变器之前，通常需要经过一个DC-DC转换器来提高电压，以提高逆变器的效率。
然后，直流电进入逆变器的输入端，经过电流控制器和电压控制器的处理后，输出的是一种频率和电压可调的交流电。
电流控制器主要是通过对直流电的电流大小进行控制，以确保输出电流的稳定性。
在逆变器的电路中，电流控制器通常是由一个电流检测电路和一个PID控制器组成。
电流检测电路用来实时检测电流的大小，而PID控制器则根据检测到的电流大小来调整输出电压，以保持输出电流的稳定。
电压控制器主要是通过对输出电压的大小进行控制，以确保输出电压的稳定性。
在逆变器的电路中，电压控制器通常是由一个电压检测电路和一个PID控制器组成。
电压检测电路用来实时检测输出电压的大小，而PID控制器则根据检测到的电压大小来调整PWM调制信号的占空比，以保持输出电压的稳定。
PWM调制是指通过调整脉冲宽度来控制输出电压的大小的一种技术。
在逆变器的电路中，PWM调制器通常是由一个比较器和一个三角波发生器组成。
比较器将电压控制器输出的控制信号与三角波发生器产生的三角波进行比较，根据比较结果生成PWM信号。
PWM信号经过滤波电路后，输出给逆变器的开关电路，控制开关电路的开关状态，以实现输出电压的调节。
总结起来，光伏发电逆变器的工作原理主要包括电流控制、电压控制和PWM调制。
通过对直流电的电流大小和输出电压的稳定性进行控制和调节，使得光伏发电逆变器能够提供稳定的交流电输出。
电工业的光伏逆变器控制技术
电工业的光伏逆变器控制技术一、光伏逆变器的基本原理光伏逆变器是将太阳能电池板发出的直流电转化为交流电的重要设备。
其主要由DC/AC转换电路、控制电路及滤波电路组成。
其中，DC/AC转换电路是将电源输出直流电转换为交流电的核心部分，控制电路则是控制输出电压波形等参数的关键，滤波电路则是为输出电压和电流的波形进行滤波，以此平稳输出交流电。
二、光伏逆变器中的控制系统光伏逆变器中的控制系统主要由测量电路、控制算法及执行机构组成。
测量电路主要是测量电源输出电压和电流等电学参数，控制算法则是控制系统的核心部分，其直接关系逆变器的输出电压波形、输出电流波形及转换效率等参数。
三、光伏逆变器控制系统中的PID控制技术PID控制技术是光伏逆变器控制系统中常用的一种控制算法。
PID控制器的输入是误差（设定值与实际值之差），输出则是通过调节执行机构来使实际值逐渐接近设定值。
控制器具有比例、积分和微分三个部分，分别对应于控制系统的比例环节、积分环节和微分环节，其主要应用于光伏逆变器中电网电压和频率的稳定控制。
四、光伏逆变器控制系统中的MPPT技术最大功率点追踪（MPPT）技术是现代光伏逆变器控制系统中常用的一种技术。
MPPT技术主要通过改变太阳能电池板的工作电压和电流，以获取最大的发电功率。
控制系统通过在太阳能电池板上加入一个开路电压、短路电流的等效电路，通过对电流和电压的测量来实现MPPT技术。
五、光伏逆变器控制系统中的反馈控制技术反馈控制技术是光伏逆变器控制系统中的一种重要技术，其通过将实际输出电压、电流与预设参数进行比较，根据误差大小来控制执行机构的运动方向和速度。
反馈控制技术主要是为了保证光伏逆变器输出电压和电流的稳定性，同时可以有效提高逆变器的效率。
六、光伏逆变器控制系统中的模拟控制技术模拟控制技术是光伏逆变器控制系统中的一种关键技术，其主要是通过对光伏逆变器输出电压和电流的控制，来实现直流/交流电的转换。
模拟控制技术的主要功能是实现对输出电压和电流的变化进行超前预测和反馈控制。
光伏逆变器系统控制
– 早期的脉宽调制电路使用晶闸管，现代电路更倾向于使用晶体管 ，因为它们具有更强的耐大电流的能力，可以高达１５００Ａ．
联系：谐波概念中讲到的傅里叶级数的原理。
• 电流源型逆变器
– 可以调整逆变器的输出电压和频率
– 在用于可变频率电动机驱动和其他要求电压和频率可变的应用场 合时，可以使用这种逆变器。
• 晶体管作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输 出电流。与普通机械开关（如Relay、switch）不同，晶 体管利用电讯号来控制自身的开合，而且开关速度可以非 常快，实验室中的切换速度可达100GHz以上。
• 使用晶体管的六脉动逆变器
– 用4个晶体管来代替4个晶闸管 的逆变器的电路图
– 波形图更像传统的交流正弦波
• 输出电压低于输入电压。
再被转换成直流电，用以给设备进行供电。 • 完成这种变化的过程看似有点奇怪，这是因为在大型供电
系统中，如果电流型式是交流电，那么更容易改变电压和 电流的水平。 • 现在，旧的斩波电路别改为具有更新型电路的供电技术， 它们被统称为换流器（ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）。现在通常 会在开关模式供电（ＳＭＰＳ）中看到换流电路。
• 单相逆变器：主要组件是4个晶闸管和4个晶体管。这种电路通常 叫做直流连接逆变器，或者被简单的称为逆变器。输出为交流方 波。
• 晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又被称做可 控硅整流器，以前被简称为可控硅；是一种开关元件。
– 1957年美国通用电气公司开发出世界上第一款晶闸管产品，并于 1958年将其商业化。
– 逆变器的输入是光伏阵列产生 的直流电，通过逆变器转化成 50Hz的交流电。光伏阵列产生 的电压大小随光照的变化而变 化。
新能源行业光伏发电技术操作指南
新能源行业光伏发电技术操作指南第1章光伏发电技术概述 (4)1.1 光伏效应基本原理 (4)1.2 光伏组件结构与分类 (4)1.3 光伏发电系统的组成与分类 (4)第2章光伏组件的选择与安装 (5)2.1 光伏组件的选择标准 (5)2.2 光伏组件的安装要求 (5)2.3 光伏组件的安装方式 (5)第3章光伏逆变器技术 (6)3.1 逆变器的基本原理 (6)3.1.1 逆变电路 (6)3.1.2 控制策略 (6)3.2 逆变器的分类与选型 (6)3.2.1 按照功率等级分类 (6)3.2.2 按照电路结构分类 (6)3.2.3 按照安装方式分类 (7)3.2.4 逆变器选型 (7)3.3 逆变器的安装与调试 (7)3.3.1 安装 (7)3.3.2 调试 (7)第4章光伏发电系统设计 (8)4.1 系统设计的基本原则 (8)4.1.1 符合国家及地方政策要求 (8)4.1.2 安全可靠 (8)4.1.3 经济高效 (8)4.1.4 环保节能 (8)4.1.5 便于维护 (8)4.2 系统设计的主要步骤 (8)4.2.1 项目可行性研究 (8)4.2.2 确定系统类型 (8)4.2.3 选择组件及设备 (8)4.2.4 系统布局设计 (8)4.2.5 电气设计 (8)4.2.6 结构设计 (8)4.2.7 系统功能评估 (8)4.3 系统设计中的关键参数 (9)4.3.1 光伏组件参数 (9)4.3.2 逆变器参数 (9)4.3.3 系统电压和电流 (9)4.3.4 系统容量 (9)4.3.5 布局参数 (9)4.3.7 结构参数 (9)第5章光伏发电系统施工与建设 (9)5.1 施工前的准备工作 (9)5.1.1 项目审批与手续办理 (9)5.1.2 施工场地准备 (9)5.1.3 施工图纸及技术规范 (9)5.1.4 施工人员培训 (9)5.1.5 施工设备与材料准备 (10)5.2 光伏组件的安装施工 (10)5.2.1 基础施工 (10)5.2.2 光伏组件安装 (10)5.2.3 连接线路施工 (10)5.3 逆变器和电气设备的安装 (10)5.3.1 逆变器安装 (10)5.3.2 电气设备安装 (10)5.3.3 系统调试 (10)第6章光伏发电系统运行与维护 (11)6.1 系统运行监控 (11)6.1.1 监控内容 (11)6.1.2 监控方法 (11)6.1.3 数据分析 (11)6.2 系统维护保养 (11)6.2.1 日常维护 (11)6.2.2 定期维护 (11)6.2.3 系统优化 (11)6.3 故障处理与维修 (11)6.3.1 故障排查 (11)6.3.2 故障处理 (12)6.3.3 维修记录 (12)6.3.4 预防措施 (12)第7章光伏发电系统的并网技术 (12)7.1 并网接入技术要求 (12)7.1.1 电压和频率要求 (12)7.1.2 接入容量要求 (12)7.1.3 电网接口技术要求 (12)7.2 并网逆变器的工作原理 (12)7.2.1 逆变器基本原理 (12)7.2.2 并网逆变器控制策略 (12)7.2.3 并网逆变器的主要参数 (13)7.3 并网系统运行与管理 (13)7.3.1 并网运行模式 (13)7.3.2 并网系统运行监控 (13)7.3.3 并网系统维护与管理 (13)第8章光伏发电系统功能评价 (13)8.1 系统功能评价指标 (13)8.1.1 发电量指标 (13)8.1.2 系统效率指标 (13)8.1.3 可靠性指标 (14)8.1.4 经济性指标 (14)8.2 系统功能测试方法 (14)8.2.1 发电量测试 (14)8.2.2 系统效率测试 (14)8.2.3 可靠性测试 (14)8.2.4 经济性评估 (14)8.3 系统功能优化策略 (14)8.3.1 技术优化 (14)8.3.2 系统配置优化 (14)8.3.3 运维管理优化 (14)8.3.4 环境适应性优化 (14)第9章光伏发电系统安全与防护 (15)9.1 电气安全措施 (15)9.1.1 设备选型与安装 (15)9.1.2 电气接线与绝缘 (15)9.1.3 电气设备防护 (15)9.1.4 人员安全培训 (15)9.2 防雷与接地技术 (15)9.2.1 防雷措施 (15)9.2.2 接地技术 (15)9.3 环境保护与防火措施 (15)9.3.1 环境保护 (15)9.3.2 防火措施 (16)第10章光伏发电技术的发展趋势与展望 (16)10.1 国内外光伏政策与发展动态 (16)10.1.1 国内光伏政策动态 (16)10.1.2 国外光伏政策动态 (16)10.1.3 光伏产业发展趋势 (16)10.2 光伏技术发展趋势 (16)10.2.1 高效率光伏电池技术 (16)10.2.2 光伏组件工艺改进 (16)10.2.3 光伏系统智能化 (17)10.3 光伏应用领域拓展与展望 (17)10.3.1 光伏发电在分布式能源中的应用 (17)10.3.2 光伏发电在大型光伏电站的应用 (17)10.3.3 光伏与其他能源的融合发展 (17)10.3.4 光伏在交通、建筑等领域的应用 (17)第1章光伏发电技术概述1.1 光伏效应基本原理光伏效应是指当光照射到半导体材料表面时，由于光子的能量高于半导体材料的禁带宽度，将产生电子与空穴对的分离，从而产生电动势的现象。
太阳能光伏建筑一体化技术与应用知识要点(1-5章)
太阳能建筑一体化技术与应用知识要点第一章1、光投射到光伏材料上存在反射、吸收和透射三种可能。
在无视反射的情况下，材料对光的吸收量取决于材料的吸收系数和材料的厚度。
太阳光在光伏材料中由于被吸收而使光强沿材料厚度方向不断下降；材料的光吸收系数由材料特性和透射光的波长共同决定。
2、能量为E P=hV的光子落在半导体材料上时可分为三种情况：P33、短路电流I SC——P34、开路电压V OC——P45、用于太阳电池的半导体材料三种形式中不存在晶粒之间边界的是〔〕Ａ单晶体Ｂ多晶体Ｃ非晶体Ｄ以上都存在6、简述Ｐ—Ｎ结的工作原理P67、太阳电池从材料的晶体结构来分有单晶太阳电池、多晶太阳电池、非晶太阳电池；从Ｐ－ｎ结结构来分有同质结太阳电池和异质结太阳电池。
8、为了使太阳电池光－电转换效率高，必须具有以下条件：高电流、高电压、低寄生电阻。
9、实际情况下，太阳电池的特性中，短路电流I SC与得到的光强成正比，开路电压V OC与得到的光强成对数地增大。
10、填充因子FF是太阳电池品质的量度，FF越大，太阳电池的质量越高，FF由太阳电池的材料和器件结构决定，其典型值通常处于60%~85%。
11、理想太阳电池的串联电阻R S=0，R S的增大会降低太阳电池的效率，由于材料缺陷引起的低并联电阻R Sh也会降低太阳电池的效率，R S和R Sh对太阳电池性能影响的差异在于不会影响开路电压V OC，而的减小会使V OC变小。
12、太阳能光伏建筑一体化——13、从建筑学、光伏技术和经济效益方面的观点来看，光伏发电技术和建筑学相结合的光伏建筑一体化具有的优点是？P1414、光伏与建筑的结合有两种形式为：建筑与光伏系统相结合和建筑与光伏组件相结合。
15、光伏系统应用非常广泛，其基本形式主要可以分为独立光伏发电系统，并网光伏发电系统，风力、光伏和柴油机混合发电系统以及太阳能热、电混合系统四大类。
16、独立光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池、负载、控制器和逆变器组成。
第3章逆变器箱
第三章逆变器箱近几年来，随着铁路现代化技术革命的深化和各项新技术的应用，客车设备及设备管理发生了很大变化。
特别是DC600V供电制式空调客车及动车组的出现，为新型逆变器的大量使用提出了更高的要求。
随着大功率电力电子器件的涌现，为我国铁路车辆用变流器的使用提供了成熟的条件。
现在投入运用的直供电25G型客车采用的逆变器的生产厂家有：武汉正远铁路电气有限公司（简称“武汉正远”）、常州轨道车辆牵引传动工程技术研究中心（简称“常牵中心”）、南京华士电子科技有限公司和北京纵横机电技术开发公司。
本章主要介绍武汉正远和常牵中心生产的逆变器箱。
第一节武汉正远逆变器箱一、概述(一)特点该新型逆变器，采用性能优越的功率模块SPT型IGBT作为开关器件，使用32位数字处理器作为控制核心，提升了控制系统的实时性能，提高了逆变器的整机性能，并且保证整个系统工作的可靠性。
该逆变器增加了输出滤波环节，将脉宽调制波滤为准正弦波，谐波含量和波形失真度大大降低，解决了以往逆变器输出为脉宽调制波引起电加热器噪声、空调机组绝缘易遭破坏、客车漏电流过大及电磁兼容性差等问题。
(二)主要用途及适用范围25T(G)-2(1)×35KV A＋15KVA 型逆变器主要用于为DC600V电源供电车辆提供三相380V和单相220V交流电源，适用于25T或25G型电力牵引的DC600V供电制式旅客列车车厢，也适用于25T或25G型内燃牵引的DC600V供电制式旅客列车车厢。
(三)型号组成及含义产品型号：25T(G)-2(1)×35kVA＋15kV A(四)使用条件海拔高度：≤2500m温度：－25℃～＋45℃允许的最低存放温度为：－40℃相对湿度：≤95％（＋25℃时）相应于车辆的垂向、横向和纵向振动限值：1 Hz＜f2＜10Hz 振幅＜25 mm（正弦波）10 Hz＜f2＜100Hz 振幅＜250 mm（正弦波）最大冲击加速度：水平（沿车辆运行方向）30m/s2横向20m/s2垂向10m/s2二、结构特征及工作原理(一)系统结构25T(G)-2×35kV A＋15kV A型逆变箱包括两个容量及硬件结构完全相同的35kV A逆变器和一台容量为15kV A的隔离变压器。
光伏并网逆变器的分类及原理ppt课件
二、组串式逆变器 组串式逆变器顾名思义是将光伏组件产生的直流电直接转变为交流电汇总后 升压、并网。因此，逆变器的功率都相对较小。光伏电站中一般采用50kW以 下的组串式逆变器。 （一）组串式逆变器优点： 1.不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，同时减少光伏电池组件最佳工 作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加了发电量； 2.MPPT电压范围宽，组件配置更加灵活；在阴雨天，雾气多的部区，发电时 间长； 3.体积较小，占地面积小，无需专用机房，安装灵活； 4.自耗电低、故障影响小。 （二）组串式逆变器存在问题： 1.功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区；元器件较多，集成在一起，稳 定性稍差； 2.户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化； 3.逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大； 4.不带隔离变压器设计，电气安全性稍差，不适合薄膜组件负极接地系统。
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3.2故障现象：逆变器不并网 故障分析：逆变器和电网没有连接， 可能原因： (1)交流开关没有合上。 (2)逆变器交流输出端子没有接上。 (3)接线时，把逆变器输出接线端子上排松动了。 解决办法：用万用表电压档测量逆变器交流输出电压，在正常情况下，输出端子应该有220V或 者380V电压，如果没有，依次检测接线端子是否有松动，交流开关是否闭合，漏电保护开关是 否断开。 3.3逆变器硬件故障：分为可恢复故障和不可恢复故障 故障分析：逆变器电路板，检测电路，功率回路，通讯回路等电路有故障。 解决办法：逆变器出现上述硬件故障，请把直流端和交流端全部断开，让逆变器停电30分钟以 上，如果自己能恢复就继续使用，如果不能恢复，就联系售后技术工程师。
直流侧断路器 PV+
PV-
直流支撑 逆变单元 电容
直流
EMI 滤波器
太阳能光伏控制器维修手册
太阳能光伏控制器维修手册太阳能光伏控制器维修手册：第一章：概述太阳能光伏控制器是太阳能发电系统中的重要组成部分。
本手册将详细介绍光伏控制器的功能、使用注意事项以及在发生故障时的维修方法，旨在帮助用户更好地了解和掌握光伏控制器的使用和维护技巧。
第二章：光伏控制器的原理和功能光伏控制器是用于控制太阳能电池板充电和放电的设备。
其主要功能包括过充电保护、过放电保护、电池反接保护、充电状态显示等。
通过详细介绍控制器的工作原理和各个功能模块的作用，用户可以更好地理解光伏控制器的内部结构和工作原理。
第三章：使用注意事项在安装和使用光伏控制器时，用户需要注意一些重要事项，以确保控制器能够正常工作且发挥最佳性能。
本章节将介绍一些使用光伏控制器的注意事项，例如安装位置选择、输入输出电压范围、环境温度要求等。
通过遵守这些注意事项，用户可以提高太阳能光伏控制器的使用寿命和可靠性。
第四章：光伏控制器故障排除在日常使用过程中，可能会遇到光伏控制器故障的情况。
本章节将列举一些常见的故障现象，并提供相应的排除方法。
例如，输入电压异常、输出电压不稳定等故障情况的处理方法。
用户可以根据手册提供的故障排除步骤，快速定位和解决问题，以确保系统的正常运行。
第五章：维修和保养当光伏控制器发生严重故障无法恢复正常工作时，可能需要进行维修或更换。
本章节将介绍一些常见的维修方法，包括如何更换损坏的元件、如何进行电路连接检查等。
同时，手册还会提供一些保养的建议，例如定期检查接线是否牢固、清洁控制器表面等，以确保光伏控制器的稳定性和可靠性。
结语太阳能光伏控制器作为太阳能发电系统的关键组件，其正常工作对于系统的性能和寿命至关重要。
本手册介绍了光伏控制器的原理、功能、使用注意事项、故障排除和维修方法，希望能够对用户在维护和使用光伏控制器时提供一定的指导和帮助。
通过正确使用和维护光伏控制器，用户可以确保太阳能发电系统的高效运行，并延长系统的使用寿命。
光伏发电系统建模及其仿真(毕业设计论文)
本科生毕业设计说明书（设计论文）题目：光伏发电系统建模及其仿真光伏发电系统建模及其仿真摘要伴随着能源危机和环境问题的不断加剧，清洁能源的发展进程被大大的推进了。
太阳能作为一种新能源以其没有污染，安全又可靠，能量随处可以得到等优点越来越受到人们的青睐。
无论从近期还是远期，无论从能源环境的角度还是从边远地区和特殊应用领域需求的角度考虑，太阳能发电都极具有吸引力。
那么对光伏发电系统的研究则就变得既有价值又有意义。
通过对光伏发电系统的理论研究学习，建立了完整的光伏发电系统体系，本文深入的研究了光伏电池在不同光照强度、不同温度下的电压、功率输出特性。
本文的研究重点是光伏发电系统的控制技术，以及在MATLAB/SIMULINK 仿真环境下的仿真结果。
讨论了多种最大功率点跟踪方法；且分别讨论学习了在光伏并网和独立发电系统情况下的逆变器和MPPT的控制，并建立了仿真模型，提出了相应的控制策略。
且在最后论述了孤岛效应的产生和反孤岛策略，用电压频率检测法完成了孤岛检测与保护。
关键词：光伏电池，逆变器，最大功率点跟踪，孤岛效应，MATLAB仿真AbstractWith the growing energy crisis and environmental problems, clean energy is greatly promote the development process. Solar energy as a new kind of energy for its no pollution, safe and reliable, widely available energy advantages, such as more and more get the favor of people. No matter from the near future or long-dated and, no matter from the Angle of energy and environment, or from remote areas and special applications demand point of view, solar power generation is extremely attractive. So the study of photovoltaic power generation system has become both a rewarding and meaningful.Through the study of theoretical research of photovoltaic power generation system, established a complete system of photovoltaic power generation system, this paper in-depth study the photovoltaic cells under different illumination intensity, temperature, voltage, power output characteristics.In this paper, the research emphasis is the control technology of photovoltaic power generation system, and the simulation results in MATLAB/SIMULINK environment. Discussed a variety of maximum powerpoint tracking methods; And, respectively, to discuss the study under the condition of independent power generation and photovoltaic (pv) grid system of the inverter with MPPT control, and established the simulation model, put forward the corresponding control strategy. And islanding is discussed at the end of the production and the reverse island strategy, using frequency voltage tests completed island detection and protection.Keywords: photovoltaic batteries, inverter, maximum power point tracking, islanding, the MATLAB simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (2)1.1新能源发电的背景和意义 (2)1.2光伏产业的现状和前景 (2)1.2.1太阳能光伏发电的发展现状 (2)1.2.2光伏发电产业的前景 (2)1.3本文设计容 (2)第二章光伏发电系统概述 (2)2.1光伏发电系统的基本工作原理 (2)2.2光伏发电系统的组成 (2)2.3光伏发电系统的分类 (2)2.3.1太阳能独立光伏发电系统 (2)2.3.2 并网光伏发电系统 (2)2.3.3互补型光伏发电系统 (2)第三章光伏发电系统建模及其仿真 (2)3.1光伏电池阵列的建模 (2)3.1.1 光伏电池阵列的数学模型 (2)3.1.2 光强和温度对光伏电池输出结果的影响 (2)3.1.3太光照强度模型 (2)3.2光伏发电系统的主电路模型 (2)3.2.1光伏并网发电系统的主电路模型 (2)3.2.2离网型光伏发电系统的主电路的模型 (2)第四章光伏发电系统的控制技术 (2)4.1光伏发电MPPT技术 (2)4.2电导增量法 (2)4.2.1电导增量法的原理 (2)4.2.2电导增量法改进 (2)4.3 最大功率控制技术仿真 (2)4.4光伏并网发电系统的控制 (2)4.4.1并网逆变器控制 (2)4.4.2 电流环的分析建模 (2)4.4.3锁相环的原理分析 (2)4.5离网光伏发电系统的控制 (2)4.5.1 光伏充电控制分析 (2)4.5.2独立光伏发电系统的逆变器控制技术 (2)第五章光伏并网系统中的孤岛效应 (2)5.1孤岛效应的分析和危害 (2)5.2 孤岛效应的检测 (2)5.2.1孤岛检测标准 (2)5.2.2孤岛检测方法 (2)结论 (2)展望 (2)参考文献 (2)致 (2)第一章绪论1.1新能源发电的背景和意义能源一直是人类社会生存和发展的动力和源泉。
光伏控制器的功能和分类
光伏控制器的功能和分类1. 介绍光伏控制器（Photovoltaic Controller）是一种用于光伏发电系统的关键设备，主要用于管理、控制和保护光伏电池板组成的光伏阵列。
光伏控制器能够将光能转化为电能，并对电能进行有效的管理和分配，以提高光伏系统的发电效率，延长电池板的使用寿命。
本文将详细介绍光伏控制器的功能和分类。
2. 光伏控制器的功能光伏控制器具有多种功能，主要包括以下几个方面：2.1 光能转换光伏控制器的主要功能之一是将光能转化为直流电能。
当太阳光照射在光伏电池板上时，其光能被光伏电池板吸收并转化为直流电能。
光伏控制器需要对光能进行合理的转换和调节，以确保光伏电池板能够最大程度地利用和转化光能。
2.2 电能管理与分配光伏控制器还具有电能管理和分配的功能。
一方面，光伏控制器可以对光伏电池板组成的光伏阵列进行管理和监控，确保每个电池板正常工作，并及时发现和处理异常情况。
另一方面，光伏控制器可以对光伏发电系统输出的电能进行合理的分配和调节，以满足不同的用电需求。
2.3 充放电控制充放电控制是光伏控制器的重要功能之一。
在光伏发电系统中，光伏电池板需要充电以储存太阳能，同时也需要放电以供电使用。
光伏控制器需要根据光照情况和充电状态，自动控制充放电过程，以确保电能的稳定供应。
2.4 保护和安全控制光伏控制器还具有保护和安全控制的功能。
光伏电池板在使用过程中可能会受到过压、过流、短路等问题的影响，光伏控制器需要及时检测和处理这些异常情况，以保护电池板及其他设备的安全运行。
同时，光伏控制器还需要具备防雷、防过温等功能，确保光伏发电系统在恶劣天气条件下的正常运行和安全。
3. 光伏控制器的分类根据不同的标准，光伏控制器可以进行不同的分类。
下面将介绍几种常见的分类方法。
3.1 按工作方式分类根据光伏控制器的工作方式，可以将其分为以下几类：3.1.1 PWM控制器PWM（Pulse Width Modulation）控制器是一种常见的光伏控制器。
太阳能光伏培训资料
太阳能光伏培训资料一、太阳能光伏的基本原理太阳能光伏，简称“光伏”，是指利用光伏效应将太阳能转化为电能的技术。
光伏效应是指当光线照射在半导体材料上时，半导体材料内部的电子会被激发，从而产生电流和电压。
太阳能电池是实现光伏效应的核心部件，常见的太阳能电池材料有硅、砷化镓等。
其中，硅是目前应用最广泛的太阳能电池材料。
二、太阳能光伏系统的组成一个完整的太阳能光伏系统通常由太阳能电池板、控制器、逆变器、蓄电池（可选）和负载等部分组成。
1、太阳能电池板太阳能电池板是光伏系统的核心组件，它由多个太阳能电池串联或并联而成。
电池板的性能和效率直接影响整个系统的发电量。
2、控制器控制器的作用是控制太阳能电池板对蓄电池的充电过程，防止过充和过放，保护蓄电池的使用寿命。
3、逆变器逆变器将蓄电池或太阳能电池板输出的直流电转换为交流电，以供家庭或工业用电设备使用。
4、蓄电池（可选）在一些离网的光伏系统中，蓄电池用于储存太阳能电池板在白天产生的电能，以便在夜间或阴雨天使用。
5、负载负载即用电设备，如电灯、电器等。
三、太阳能电池板的类型1、单晶硅太阳能电池板单晶硅电池板的转换效率较高，一般在 15%－24%之间，但成本相对较高。
2、多晶硅太阳能电池板多晶硅电池板的转换效率略低于单晶硅，一般在 13%－18%之间，成本相对较低。
3、非晶硅太阳能电池板非晶硅电池板的转换效率较低，一般在 6%－8%之间，但具有成本低、重量轻、柔韧性好等优点，常用于一些特殊的应用场景，如太阳能背包、太阳能帐篷等。
四、太阳能光伏系统的安装1、选址选择安装地点时，要考虑光照条件、遮挡情况、安装面积等因素。
一般来说，应选择无遮挡、光照充足的朝南屋顶或空旷场地。
2、安装角度和方向为了最大限度地接收太阳能，太阳能电池板的安装角度和方向应根据当地的纬度和季节进行调整。
在北半球，太阳能电池板通常朝向正南，安装角度等于当地纬度加上 5°－15°。
太阳能光伏逆变器控制策略
太阳能光伏逆变器控制策略一、太阳能光伏逆变器的结构和工作原理太阳能光伏逆变器是太阳能发电系统中的一个重要组成部分，其主要功能是将光伏电池阵列输出的直流电转换成交流电。
光伏逆变器的结构通常包括直流输入端、逆变电路和交流输出端。
其主要工作原理是通过将太阳能电池板产生的直流电源通过逆变电路中的开关器件转换成交流电源，以满足家用电器、工业设备等交流负载的需求。
太阳能光伏逆变器控制策略主要可以分为开环控制和闭环控制两种。
1. 开环控制开环控制是指在逆变器工作过程中，只对输入信号进行处理，不对输出信号进行监控和调节。
开环控制方法简单，成本低廉，但在实际应用中难以满足复杂的系统要求，且容易受到外部环境和负载变化的影响，稳定性和可靠性较差。
闭环控制是指在逆变器工作过程中，通过对输出电压、电流等参数进行监控和反馈控制，以实现对系统的动态稳定性和动态响应性的控制。
闭环控制方法可以有效提高系统的稳定性和可靠性，但相对来说控制系统复杂度较高，成本也会相应增加。
针对太阳能光伏逆变器的控制策略，可以通过以下几个方面进行优化：1. MPPT最大功率点跟踪光伏逆变器的工作效率与其工作点的选择密切相关，因此最大功率点跟踪（MPPT）技术是提高光伏逆变器整体效率的关键。
在不同的光照条件和温度条件下，光伏电池的工作点会发生变化，因此需要采用合适的MPPT算法来跟踪当前工作点，使得系统能够在不同条件下实现最大输出功率。
2. PWM或者直流开关调制技术在逆变电路中，PWM或者直流开关调制技术能够有效地调控输出交流电压、频率和波形，进而提高系统的输出功率质量和效率。
选择合适的调制技术，并结合合适的控制算法对逆变电路进行稳定控制，可以有效提高光伏逆变器的整体性能。
3. 并网控制策略随着分布式发电系统的不断发展，光伏逆变器的并网性能也变得越来越重要。
针对并网需求，逆变器控制策略必须具备良好的电网跟踪和同步性能，以确保系统能够与电网正常连接并稳定工作。
太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方法
太阳能光伏并网控制逆变器工作原理及控制方法
1.光伏电池板：太阳能光伏电池板将太阳能转化为直流电能。
2.光伏逆变器：光伏逆变器用于将直流电能转换为交流电能。
其基本工作原理是将直流电能通过电子元件（如晶体管、MOSFET等）的开关控制，改变电流和电压的形式，最终得到适合电网输入的交流电。
3.控制方法：太阳能光伏并网逆变器的控制方法主要有以下几种：
-简单的开关控制：通过控制开关电路的通断，将直流电能转换为交流电能。
这种方法比较简单，但效率较低。
-最大功率点追踪（MPPT）控制：通过检测光伏电池板输出电压和电流的变化，调整逆变器的工作参数，使得光伏电池板能够在不同光照条件下工作在最佳工作点，提高光伏发电系统的效率。
-滞环控制：为了保护电网和逆变器，滞环控制方法用于对逆变器工作点进行精确控制，并确保逆变器不会输出超过一定限制的电压和电流。
-网络同步控制：光伏逆变器必须与电网同步运行，确保输出的交流电与电网电压相位和频率一致。
这需要逆变器具备精准的频率和相位检测功能，并通过控制电路将输出电压和频率调整到与电网同步。
综上所述，太阳能光伏并网逆变器将直流电能转换为交流电能，并通过不同的控制方法保证逆变器的稳定工作和输出交流电的质量。
随着太阳能光伏技术的不断发展，逆变器的效率和控制精度也在不断提高，使得光伏发电系统在实际应用中更加可靠和高效。
光伏控制器的基本原理
光伏控制器的基本原理
光伏控制器是太阳能发电系统中的重要组成部分，其作用是控制光伏电池板向电池组充电，同时保护电池组不受过充或过放的影响。
光伏控制器的基本原理主要包括光伏电池板的充电控制、电池组的保护和充电管理等方面。
光伏控制器通过光伏电池板将太阳能转换为电能，并将其输出到电池组中进行充电。
光伏电池板是由多个光伏电池组成的，当太阳光照射到光伏电池板上时，光能会被光伏电池吸收并产生电流，进而将电能传输到电池组中。
光伏控制器通过对光伏电池板的输出电压和电流进行监测和控制，确保电池组能够得到适当的充电电量。
光伏控制器还具有保护电池组的功能。
电池组是储存电能的重要部件，过充或过放都会对电池组造成损害。
因此，光伏控制器通过监测电池组的电压和电流，实时控制光伏电池板的输出功率，避免电池组受到过充或过放的影响，延长电池组的使用寿命。
光伏控制器还负责充电管理的功能。
在太阳能充电系统中，光伏电池板的输出功率会随着光照强度的变化而变化，为了充分利用太阳能资源，光伏控制器需要对光伏电池板的输出功率进行调节。
通过控制光伏电池板的工作状态，使其在不同的光照条件下都能提供适当的充电电量，确保电池组始终保持在最佳工作状态。
总的来说，光伏控制器的基本原理是通过监测和控制光伏电池板的
输出电压和电流，实现对电池组的充电控制和保护，同时实现充电管理的功能，以确保太阳能发电系统的稳定运行和高效利用太阳能资源。
光伏控制器在太阳能发电系统中扮演着至关重要的角色，是实现太阳能发电系统高效运行的关键组成部分。
太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换成电能的一种新型发电系统。
一套基本的光伏发电系统一般是由太阳能电池板、太阳能控制器、逆变器和蓄电池(组)构成。
太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能直接转换成电能，供负载使用或存贮于蓄电池内备用。
太阳能控制器：太阳能控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗，尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。
如果用户使用的是直流负载，通过太阳能控制器可以为负载提供稳定的直流电(由于天气的原因，太阳电池方阵发出的直流电的电压和电流不是很稳定)。
逆变器：逆变器的作用就是将太阳能电池阵列和蓄电池提供的低压直流电逆变成220伏交流电，供给交流负载使用。
蓄电池(组)：蓄电池(组)的作用是将太阳能阵列发出的直流电直接储存起来，供负载使用。
在光伏发电系统中，蓄电池处于浮充放电状态，当日照量大时，除了供给负裁用电外，还对蓄电池充电；当日照量小时，这部分储存的能量将逐步放出。
太阳能光伏发电系统的分类根据不同场合的需要，太阳能光伏发电系统一般分为独立供电的光伏发电系统、并网光伏发电系统、混合型光伏发电系统三种。
(1)独立供电的光伏发电系统独立供电的太阳能光伏发电系统如图2-6所示。
整个独立供电的光伏发电系统由太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器组成。
太阳能电池板作为系统中的核心部分，其作用是将太阳能直接转换为直流形式的电能，一般只在白天有太阳光照的情况下输出能量。
根据负载的需要，系统一般选用铅酸蓄电池作为储能环节，当发电量大于负载时，太阳能电池通过充电器对蓄电池充电；当发电量不足时，太阳能电池和蓄电池同时对负载供电。
控制器一般由充电电路、放电电路和最大功率点跟踪控制组成。
逆变器的作用是将直流电转换为.与交流负载同相的交流电。
家用太阳能—光伏发电逆变装置设计
家用太阳能—光伏发电逆变装置设计摘要近几年来，世界上越来越多的国家发展并重视“阳光计划”。
因使用和发掘太阳能探索充足的绿色能源、为经济进步注入新能量的诉求在不断增加，为此，光伏发技术在各个领域里发挥作用。
随着新能源的出现，中国光伏发电系统的进步也将拥有更好的实验环境。
我国西部地区地域广阔，仍然存在着大量少电或无电的地区，但是因为其独特的地理环境，阳光照射时间长，每日辐射量大，得天独厚的优势为光伏发电技术在此运用提供了良好的条件。
独立式光伏发电系统结构简单，成本低廉，工作稳定可靠，能够有效的解决无电或少电地区的供电问题。
把太阳能蓄电池生成的直流电或蓄电池传出的直流电转化成负载必备的交流电，逆变器在光伏发电系统里处于核心位置，其性能对光伏系统的应用具有很大影响。
本研究使用了“推挽电路+高频升压+全桥逆变”的部署方式，因使用了高频步骤真正地削减了系统里的滤波线路，削减电感、电容的数目和削减电感、电容应用值，不仅节约成本，而且减少系统损耗、缩小了系统的体积、提高了系统的效率。
系统硬件包含了推挽升价步骤和全桥逆变步骤。
在前者当中使用的是推挽线路，对应的变压器铁芯属于双向磁化，能够切实地防止高频变压器磁偏饱和的情况，在一样铁芯尺寸的条件下，和正激励式的线路对比而言，推挽升压线路的输出功率更高，此外也提升了系统的可靠性与动态响应速度。
依靠SG3525芯片对推挽线路实施35KHz PWM操控。
在工频逆变部分，这次设计使用单项纯正弦波逆变器的特备芯片EG8010对全桥电路实施SPWM控制，保证系统传出充足、稳压、稳频、失真较小的高水平正弦波。
最终，依靠MATLAB打造系统仿真模型，对设计的计划进行可行性试验和解析。
线依靠MATLAB对部分模块实施建模与仿真，获得对应的信息，实现预估目标；然后依靠MATLAB对有关部分的线路实现相连，打造总体的系统仿真模型，实施联调仿真，依据得到的数据能够发现，预定目标达成。
关键词：光伏电源；推挽电路；逆变电路；SPWM控制第1章前言在现在的能源构成里，全球所用的能源包含了石油、天然气等一般的化石燃料。
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(1)推挽式逆变电路
• 该电路由两只共负极连接的功率开关管和一个初 级带有中心抽头的升压变压器组成。 • 升压变压器的中心抽头接直流电源正极，两只功 率开关管在控制电路的作用下交替工作，输出方 波或三角波的交流电力。
• 由于功率开关管的共负极连接，使得该电 路的驱动和控制电路可以比较简单，另外 由于变压器具有一定的漏感，可限制短路 电流，因而提高了电路的可靠性。 • 该电路的缺点是变压器效率低，带感性负 载的能力较差，不适合直流电压过高的场 合。
• 图3-20是逆变器将直流电转 换成交流电的转换过程示意 图，以帮助大家加深对逆变 器工作原理的理解。半导体 功率开关器件在控制电路的 作用下以1/100s的速度开关， 将直流切断，并将其中一半 的波形反向而得到矩形的交 流波形，然后通过电路使矩 形的交流波形平滑，得到正 弦交流波形。
(4)不同波形单相逆变器优 缺点
• 图中E为输入的直流电压， R为逆变器的纯电阻性负载。 当开关S1、S3接通时，电 流流过S1、R、S3，负载R 上的电压极性是左正右负； • 当开关S1、S3断开，S2、 S4接通时，电流流过S2、R 和S4，负载上的电压极性 相反。若两组开关S1、S3 和S2、S4以某一频率交替 切换工作时，负载R上便可 得到这一频率的交变电压。
• 上述几种电路都是逆变器的最基本电路，在实际 应用中，除了小功率光伏逆变器主电路采用这种 单级的( DC-AC)转换电路外，中、大功率逆变器 主电路都采用两级( DC-DC-AC)或三级(DC-ACDC-AC)的电路结构形式。 • 一般来说，中、小功率光伏系统的太阳能电池组 件或方阵输出的直流电压都不太高，而且功率开 关管的额定耐压值也都比较低，因此逆变电压也 比较低，要得到220V或者380V的交流电，无论 是推挽式还是全桥式的逆变电路，其输出都必须 加工频升压变压器，由于工频变压器体积大、效 率低、分量重，因此只能在小功率场合应用
• 电力系统中配电部分，输电线（10KV）由三根（我们 常见的那种）进入变压器后出来就是四根了，这其中 就有一根我们所谓的零线，这根线是从变压器的中性 点引出的，这根线和另外任何三根（火线）中的一根 可以构成回路，也就是我们常说的单相220V，而三根 （火线）中任何两根也可以构成回路，但他们的电压 可是380V。 变压器的中性点就是三根火线的公共点 （星型接法），一般情况下，中性点的是没有电位的。
(2)半桥式逆变电路。
• 该电路由两只功率 开关管、两只储能 电容器和藕合变压 器等组成。 • 该电路将两只串联 电容的中点作为参 考点，当功率开关 管VT1在控制电路 的作用下导通时， 电容Cl上的能量通 过变压器初级释放， 当功率开关管VT2 导通时，电容C2上 的能量通过变压器 初级释放，VT1和 VT2的轮流导通， 在变压器次级获得 了交流电能。
• 其具体工作过程是：首先将太阳能电池方阵输出 的直流电（如24V、48V、110V和220V等）通过 高频逆变电路逆变为波形为方波的交流电，逆变 频率一般在几千赫兹到几十千赫兹，再通过高频 升压变压器整流滤波后变为高压直流电，然后经 过第三级DC-AC逆变为所需要的220V或380V工 频交流电。
全桥式逆变器原理
• 逆变器由晶体管和 IGBT等开关器件构成， 通过开关器件的有规律 性的ON-OFF动作，将 直流转变成交流。 • 这样由单纯ON-OFF电 路产生的逆变器的输出 波形中含有很多谐波， 它们没有实用价值，为 此，运用高频 PWM(PulseWidth Modulation，脉宽调 制)技术，将正弦波形 两边附近的电压脉冲变 窄，中间的脉冲变宽， 半周期内向同方向多次 进行开关动作，形成图 3.4历示的脉冲波序列 （修正正弦波）。脉冲 波经过简单的滤波器后 成为如虚线所示的正弦 波。
①逆变驱动电路。光伏系统逆变器的逆变驱 动电路主要是针对功率开关器件的驱动， 要得到好的PWM脉冲波形，驱动电路的设 计很重要。 随着微电子和集成电路技术的发展，许 多专用多功能集成电路的陆续推出，给应 用电路的设计带来了极大的方便，同时也 使逆变器的性能得以极大的提高。如各种 开关驱动电路SG3524、SG3525、TL494、 IR2130、TLP250等，在逆变器电路中得 到广泛应用。
3.2太阳能光伏逆变器
将直流电能变换成为交流电能的过程称为逆变，完成逆 变功能的电路称为逆变电路，而实现逆变过程的装置称为 逆变器或逆变设备。 太阳能光伏系统中使用的逆变器是一种将太阳能电池所 产生的直流电能转换为交流电能的转换装置。它使转换后 的交流电的电压、频率与电力系统交流电的电压、频率相 一致，以满足为各种交流用电装置、设备供电及并网发电 的需要。
3.2.3 离网独立型逆变器的 电路原理
1．单相逆变器电路原理 逆变器的工作原理是通过功率半导体开关器件 的开通和关断作用，把直流电能变换成交流电能 的。 单相逆变器的基本电路有推挽式、半桥式和全 桥式三种，虽然电路结构不同，但工作原理类似。 电路中都使用具有开关特性的半导体功率器件， 由控制电路周期性地对功率器件发出开关脉冲控 制信号，控制各个功率器件轮流导通和关断，再 经过变压器藕合升压或降压后，整形滤波输出符 合要求的交流电。
负序电压不平衡三个火线与零线之间的电压误差 短路时指的是其中一个火线短路，其它两个火线与零线之间的电压误差
3.2.1 逆变器的分类
• 逆变器的种类很多，可以按照不同方式进行分类。 • 按照逆变器输出交流电的相数，可分为单相逆变器、 三相逆变器和多相逆变器； • 按照逆变器输出交流电的频率，可分为工频逆变器、 中频逆变器和高频逆变器； • 按照逆变器的输出电压的波形，可分为方波逆变器、 阶梯波逆变器和正弦波逆变器； • 按照逆变器线路原理的不同，可分为自激振荡型逆 变器、阶梯波叠加型逆变器、脉宽调制型逆变器和 谐振型逆变器等； • 按照逆变器主电路结构不同，可分为单端式逆变器、 半桥式逆变器、全桥式逆变器和推挽式逆变器；
• 逆变器按照输出电压波形的不同，可分为方波逆变器、阶梯波逆变 器和正弦波逆变器。在太阳能光伏发电系统中，方波和阶梯波逆变 器一般都用在小功率场合。 ①方波逆变器。方波逆变器输出的波形是方波，也叫矩形波。尽管方 波逆变器所使用的电路不尽相同，但共同的优点是线路简单（使用 的功率开关管数量最少）、价格便宜、维修方便，其设计功率一般 在数百瓦到几千瓦之间。 缺点是调压范围窄、噪声较大，方波电压中含有大量高次谐波，带 感性负载如电动机等用电器中将产生附加损耗，因此效率低，电磁 干扰大。
1．逆变器的电路构成
逆变器的基本电路构成如图所示。由输 入电路、输出电路、主逆变开关电路（简 称主逆变电路）、控制电路、辅助电路和 保护电路等构成。
(1)输入电路。输入电路的主要作用就是为主逆变电 路提供可确保其正常工作的直流工作电压。 (2)主逆变电路。主逆变电路是逆变电路的核心，它 的主要作用是通过半导体开关器件的导通和关断 完3)输出电路。输出电路主要是对主逆变电路输出的 交流电的波形、频率、电压、电流的幅值相位等 进行修正、补偿、调理，使之能满足使用需求。 (4)控制电路。控制电路主要是为主逆交电路提供一 系列的控制脉冲来控制逆变开关器件的导通与关 断，配合主逆变电路完成逆变功能。
(2)逆变驱动和控制电路。 • 传统的逆变器电路是用许多的分离元件和 模拟集成电路等构成的，这种电路结构元 件数量多、波形质量差、控制电路繁琐复 杂。 • 随着逆变技术高效率、大容量的要求和逆 变技术复杂程度的提高，需要处理的信息 量越来越大，而微处理器和专用电路的发 展，满足了逆变器技术发展的要求。
• 半桥式逆变电路结构简单，由于两只串联 电容的作用，不会产生磁偏或直流分量， 非常适合后级带动变压器负载。 • 当该电路工作在工频（50Hz或者60Hz）时， 需要较大的电容容量，使电路的成本上升， 因此该电路更适合用于高频逆变器电路中。
(3)全桥式逆变电路。
• 该电路由四只功率开关管和变压器等组成。该电 路克服了推挽式逆变电路的缺点，功率开关管 VT1、VT4和VT2、VT3反相，VT1、VT3和VT2、 VT4轮流导通，使负载两端得到交流电能。
• 电力系统高压架空线路一般采用三相三线 制，三条线路分别代表a，b，c三相，我 们在野外看到的输电线路，三根线可能水 平排列，也可能是三角形排列的 • 火线与零线之间称为单相电，火线与火线 之间称为三相电。
逆变器的分类
• 按照逆变器输出功率大小的不同，可分为小功率 逆变器(<5kW)、中功率逆变器(5～50kW)、大功 率逆变器(>50kW)； • 按照逆变器隔离（转换）方式的不同，可分为带 工频隔离变压器方式、带高频隔离变压器方式、 不带隔离变压器方式。 • 按照逆变器输出能量的去向不同，可分为有源逆 变器和无源逆变器。 对太阳能光伏发电系统来说，在并网型光伏 发电系统中需要有源逆变器，而在离网独立型光 伏发电系统中需要无源逆变器。（连接电网的是 有源逆变，连接负载的是无源逆变） • 在太阳能光伏发电系统中还可将逆变器分为离网 型逆变器（应用在独立型光伏系统中的逆变器） 和并网型逆变器。
②逆变控制电路。 • 光伏逆变器中常用的控制电路主要是对驱动电路 提供符合要求的逻辑与波形，如PWM、SPWM 控制信号等，从8位的带有PWM口的微处理器到 16位的单片机，直至32位的DSP器件等，使先进 的控制技术如矢量控制技术、多电平变换技术、 重复控制技术、模糊逻辑控制技术等在逆变器中 得到应用。 • 在逆变器中常用的微处理器电路有MP16、 8XC196MC、PIC16C73、68HC16、MB90260、 PD78366、SH7034、M37704、M37705等； • 常用的专用数字信号处理器(DSP)电路有 TMS320F206、TMS320F240、M586XX、 DSPIC30.、ADSP-219XX筹。
3.2.2逆变器的电路结构及主要元 器件
• 逆变器主要由半导体功率器件和逆变器驱动、控 制电路两大部分组成。 • 目前的逆变器多数采用功率场效应晶体管、绝缘 栅极晶体管、可关断晶体管(GTO)、MOS控制晶 体管(MGT)、MOS控制晶闸管(MCT)、静电感应 晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(SITH)以及智能型 功率模块(IPM)等多种先进且易于控制的大功率 器件。 • 控制逆变驱动电路也从模拟集成电路发展到单片 机控制，甚至采用数字信号处理器(DSP)控制， 使逆变器向着高频化、节能化、全控化、集成化 和多功能化方向发展。