光伏离网逆变器工作原理的介绍

小型离网光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池组、光伏控制器、光伏逆变器、交直流负载等几部分组成，其基本结构如图1 所示。白天，光伏阵列将太阳能转化为电能，在光伏控制器控制下，为交直流负载提供电能，并为蓄电池充电；夜晚，蓄电池储存的电经光伏控制器为交直流负载供电。

其中光伏逆变器将光伏阵列或蓄电池出来的直流电转化为交流电，是整个光伏发电系统的核心设备。逆变器结构由输入电路、逆变电路、输出滤波电路、控制电路、保护电路和辅助电源等组成，如图2 所示。

其中输入电路将光伏阵列或蓄电池出来的直流电整形滤波，小型离网光伏系统的逆变器常采用单相逆变器，逆变电路将直流电转变为单相交流电，如果采用开环控制，输出量不用反馈到控制电路，而如果采用闭环控制，输出量还要反馈到控制电路。控制电路的功能是按要求产生并调节一系列的控制脉冲来控制逆变开关管的导通和关断，从而配合逆变主电路完成逆变功能。辅助电源的功能是为控制电路提供直流工作电压。保护电路主要实现过压保护、欠压保护、过负荷保护、短路保护等。
考虑到采用变压器的逆变电路中变压器的能耗问题，拓扑结构采用了无变压器的逆变电路，其结构如图3 所示，由蓄电池或光伏阵列出来的直流电经过直流升压后，再经过逆变滤波，转化为负载可以直接利用的交流电。

单相逆变器一般有三种结构形式：推挽式、半桥式、全桥式，其中推挽式电路中的开关管需要承受两倍的直流电压，选择开关管相对困难，且变压器的利用相率较低，一定程度上降低了整个逆变系统的效率；半桥式电路要想得到与推挽、全桥同样的功率，开关管需要承受两倍电流。全桥式逆变电路克服了以上两种结构的缺点，其开关管的稳态工作电压等于直流输入电压，同样功率下，开关管的电流比半桥式小了一半，所以在此采用全桥逆变的结构形式。逆变主电路包含两部分，DC-DC 升压部分和单相全桥逆变部分，如图4 所示。