光伏三电平逆变器效率优化的控制方法研究_逆变器电路原理逆变器的分类

大家好！今天让小编来大家介绍下关于光伏三电平逆变器效率优化的控制方法研究_逆变器电路原理逆变器的分类的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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什么是单相三电平逆变器?

单相电即一根相线(俗称火线)和一根零线构成的电能输送形式，必要时会有第三根线(地线)。

三电平逆变器主要的特点是由多个电平台阶合成的输出电压正弦波形,这样在相同开关频率条件下,与传统的二电平逆变器相比,谐波含量大为减少.利用MATLAB/Simulink工具可以方便、直观地实现这些算法步骤,并可在此基础上对SVPWM控制算法和三电平逆变器的特性进行深入的研究。

逆变器电路原理逆变器的分类

光伏系统的能量流路径上通常包含光伏阵列、汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜及各环节之间的连接线缆。如下图所示。

基于光伏系统的能量流，在光伏系统设计时需充分考虑一些对光电转换效率影响的重要因素：

1、气象环境因素对光伏组件光电转换效率的影响

太阳能光伏组件长期暴露在自然环境中，风雨雷电等因素都会对太阳能光伏电池产生影响，光照、风力、温度等都会形成对太阳能光伏组件（电池）光电转换效率的改变，有些因素甚至能造成太阳能光伏电池功能和结构的损坏，应在太阳能光伏电站设计工作充分开展气象和环境监测数据的收集。

2、太阳能光伏电池组件倾角对光电转换效率的影响

太阳能光伏组件需要以最佳的角度吸收阳光，这样才能真正起到提高光电转换效率的作用，在不同季节、不同地理位置、不同日照条件下，太阳能光伏组件的最佳角度也会有很大的变化，要根据季节、经纬度和日照时间的变化积极调整太阳能光伏组件的倾角。固定倾角应选择全年综合发电量最大的倾角安装。

3、太阳能光伏组件表面清洁度对光电转换效率的影响

太阳能光伏组件表面清洁度，影响光电转换。需对太阳能光伏组件在环境中受到污染的实际情况进行了解，确定污染物沾染光伏组件表面的情况，特别需要注意大风、强对流和沙尘暴天气对光伏电池表面的影响，再根据当地人工成本确定光伏组件的清洗频率。

4、太阳电池方阵间距设计对光电转换效率的影响

光伏组件表面一旦被遮挡,将会影响电站的发电能力,因此在光伏组件方阵间距设计时,必须要考虑周围建（构）筑物对光伏组件的遮挡以及组件方阵之间的自遮挡问题。

5、MPPT跟踪精度对系统效率的影响

随着辐照度和温度的改变，光伏阵列的输出端电压随之改变，从而光伏阵列的输出功率也将改变。光伏逆变器的最大功率点跟踪（MPPT）目的是使光伏阵列在辐照度和温度改变时仍能获得最大功率输出，因此MPPT的精度很大程度上影响了系统的效率。

6、综合考虑并网系统各环节损耗及系统匹配等因素对效率的影响

光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括:

组件匹配损失:应避免不同受光条件的组件串联造成的系统损失；

偏离最大功率点损失:如温度的影响、最大功率点跟踪(MPPT)精度等引入的发电损失；

直流线路损失:按有关标准规定，线缆损失需控制在一定范围内；

逆变器的转换损耗: 逆变器的直/交转换过程中因所处运行功率点不同而影响效率；

交流并网环节的损耗：从逆变器输出至高压电网的传输效率,主要考虑变压器效率。

逆变器，又称变流器、反流器，是一种可将直流电转换为交流电的器件，由逆变桥、逻辑控制、滤波电路组成，可分为半桥逆变器、全桥逆变器等。目前已广泛适用于空调、家庭影院、电脑、电视、抽油烟机、风扇、照明、录像机等设备中。接下来小编为大家介绍逆变器电路原理及逆变器的分类。

逆变器电路原理

一、主电路

从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：

1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。

2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。

3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。

4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。

二、控制电路

一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的资料，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。

三、检测电路

除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表资料。

四、辅助电源

提供所有单一电路的不同要求电源。

逆变器的分类

1、集中型逆变器：主要特点是单机功率大、最大功率跟踪（MPPT）数量少、每瓦成本低。

2、组串型逆变器：单机功率在3-60kW之间。主流机型单机功率30-40kW，单个或多个MPPT，一般为6-15kW一路MPPT。该类逆变器每瓦成本较高，主要应用于中小型电站，在全球1MW以下容量的电站中选用率超过50%。

3、微型逆变器：单机功率在1kW以下，单MPPT，应用中多为0.25-1kW一路MPPT，其优点是可以对每块或几块电池板进行独立的MPPT控制，但该类逆变器每瓦成本很高。目前在北美地区10kW以下的家庭光伏电站中有较多应用。

光伏逆变器特点

1、要求具有较高的效率

由于目前太阳能电池的价格偏高，为了最大限度的利用太阳能电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。

2、要求具有较高的可靠性

目前光伏电站系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如：输入直流极性接反保护、交流输出短路保护、过热、过载保护等。

3、要求输入电压有较宽的适应范围

由于太阳能电池的端电压随负载和日照强度变化而变化。特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V的蓄电池，其端电压可能在10V~16V之间变化，这就要求逆变器在较大的直流输入电压范围内保证正常工作。