光伏发电系统中逆变器的基本工作原理与电路系统的构成介绍

　　有关逆变器分类的原则很多， 例如： 根据逆变器输出交流电压的相数， 可分为单相逆变器和三相逆变器; 根据逆变器使用的半导体器件类型不同， 又可分为晶体管逆变器、晶闸管逆变器及可关断晶闸管逆变器等; 根据逆变器线路原理的不同， 还可分为自激振荡型逆变器、阶梯波叠加型逆变器和脉宽调制型逆变器等等。为了便于光电用户选用逆变器， 这里仅以逆变器输出交流电压波形的不同进行分类， 并对不同输出波形逆变器的特点做一简要说明。

　　1 方波逆变器

　　方波逆变器输出的交流电压波形为方波， 如图3（a） 所示。此类逆变器所使用的逆变线路也不完全相同， 但共同的特点是线路比较简单， 使用的功率开关管数量很少。设计功率一般在几十瓦至几百瓦之间。方波逆变器的优点是： 价格便宜， 维修简单。缺点是： 由于方波电压中含有大量高次谐波， 在以变压器为负载的用电器中将产生附加损耗， 对收音机和某些通讯设备也有干扰。此外， 这类逆变器中有的调压范围不够宽， 有的保护功能不够完善， 噪声比较大。

　　2 阶梯波逆变器

　　此类逆变器输出的交流电压波形为阶梯波， 如图3 （ b） 所示。逆变器实现阶梯波输出也有多种不同的线路， 输出波形的阶梯数目也不一样。阶梯波逆变器的优点是： 输出波形比方波有明显改善， 高次谐波含量减少， 当阶梯达到17 个以上对输出波形可实现准正弦波。当采用无变压器输出时， 整机效率很高。缺点是： 阶梯波叠加线路使用的功率开关管较多， 其中有些线路形式还要求有多组直流电源输入。这给太阳电池方阵的分组与接线和蓄电池的均衡充电均带来麻烦。此外， 阶梯波电压对收音机和某些通讯设备仍有一些高频干扰。

　　3 正弦波逆变器

　　这类逆变器输出的交流电压波形为正弦波， 如图3 （c） 所示。正弦波逆变器的特点是： 综合技术性能好， 功能完善， 但线路复杂。正弦波逆变器的优点是： 输出波形好， 失真度很低， 对收音机及通讯设备无干扰， 噪声也很低。此外， 保护功能齐全， 整机效率高。缺点是： 线路相对复杂， 对维修技术要求高，价格较贵。上述三种类型逆变器的分类， 有利于光电系统开发人员和用户对逆变器进行识别和选型。实际上， 波形相同的逆变器在线路原理， 使用器件及控制方法等等方面仍有很大区别。有关其它分类方法与特点， 读者如有兴趣， 可参阅有关电力电子专业方面的书刊。