单相光伏并网逆变器设计

光伏并网逆变器的工作原理

逆变器是将直流电转化为交流电的关键设备。在较低直流电压的情况下，如12V或24V，为了达到标准的220V交流电压，必须设计升压电路。这可以通过推挽逆变电路、全桥逆变电路或高频升压逆变电路实现。其中，推挽逆变电路因其结构简单、可靠性高而被广泛应用。它通过将升压变压器的中性插头接于正电源，并让两只功率管交替工作来输出交流电力。由于功率晶体管共地边接，使得驱动及控制电路变得简单。此外，变压器的漏感能有效限制短路电流，提高电路的稳定性。不过，这种电路的缺点是变压器利用率较低，并且对感性负载的带动能力较差。

全桥逆变电路克服了推挽逆变电路的一些缺点。它通过调节功率晶体管输出脉冲宽度，来改变输出交流电压的有效值。由于该电路具备续流回路，即使面对感性负载，也能保持输出电压波形的稳定，不会出现畸变。然而，全桥逆变电路的上、下桥臂功率晶体管不共地，这需要专门的驱动电路或隔离电源。此外，为防止上、下桥臂同时导通，必须设计先关断后导通的电路，即必须设置死区时间，这使得电路结构较为复杂。

在中、小容量的逆变器中，根据直流电压的高低选择不同的逆变电路类型是必要的。推挽逆变电路适用于较低的直流电压，能够有效简化驱动及控制电路，并提高电路的可靠性。全桥逆变电路则适用于较高直流电压的情况，它克服了推挽逆变电路的一些缺点，但在结构复杂度和成本方面有所增加。选择合适的逆变电路，对于提高逆变器的性能和效率至关重要。

无论是推挽逆变电路还是全桥逆变电路，都需要根据具体的应用场景和需求来选择。在实际应用中，设计师需要综合考虑各种因素，如电路的复杂度、成本、可靠性以及负载特性等，以确保逆变器能够满足预期的性能要求。

通过合理选择和优化逆变电路的设计，可以显著提高光伏并网逆变器的性能，从而更好地服务于电网和各种用电设备。随着技术的进步，逆变器的设计和制造也将更加智能化和高效化，为用户提供更加可靠和高效的电力解决方案。

光伏并网逆变器功能作用

光伏并网逆变器的核心功能是将直流电（dc）转换为交流电（ac），以优化输入电压并提高效率。其工作原理是通过左侧电桥，通常采用18至20千赫兹的高频开关频率，对dc电压进行转换，这种操作过程被称为dc/ac转换。单相h桥是最常见的配置，但也可以选择三相或其他设计，以适应不同应用场景的需求。

在完成电压调节后，逆变器通过低通滤波器，进一步处理和净化输出的电压，以产生符合并网光伏发电系统要求的正弦交流电。这种电能可以直接并入电网，为家庭或商业用电提供清洁、高效的电力来源。

总的来说，光伏并网逆变器扮演着至关重要的角色，它不仅实现了直流电与交流电的转换，还确保了并网电力的质量和稳定性，为可再生能源的广泛应用提供了关键支持。

扩展资料

我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如12V、24V、48V等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。

heric拓扑的优势,为什么单项光伏逆变器通常选用heric拓扑?

非隔离型单相并网逆变器在小功率光伏发电系统中广泛应用，因其体积小、效率高等特点。然而，在并网系统中，由于缺少变压器，光伏电池板与电网间存在多处分布电容，功率器件在高频开关时会导致共模电流的产生。为了保障人员和设备安全，必须对地漏电流进行有效抑制。针对此问题，常见的优化策略有两种：一是采用H桥拓扑并结合双极性PWM调制，可以有效抑制共模电流，但存在开关损耗较大及输出电压幅值跳变的问题；二是提出H5、H6等改进型拓扑，分别在效率与共模电流抑制之间寻求平衡，但它们在成本或效率上存在局限。Heribert Schmidt等学者提出了一种新颖的拓扑结构，即Heric拓扑，仅需增加两个功率器件，即可实现输出共模电压的相对稳定，同时提高整体效率，从而被广泛应用在单相并网逆变器中。

Heric电路通过增加T5/D5与T6/D6两个功率器件，滤波电感在续流过程中提供了双向电流通路，从而控制输出共模电压相对稳定。这种拓扑结构下，功率因数为1时，T5与T6在工频下进行开关操作，正半周期T1与T4进行高频开关，关断时通过T6与D5进行续流，负半周期则同理。T2、T3与T5、D6进行换流，保证逆变器AC端口的共模电压输出相对稳定，基本维持在VDC/2。

在Heric电路需要向电网注入无功电流时，T5、T6则需要在输出电压电流反向区间内分别进行高频开关，以适应输出滞后无功电流的情形。例如，当输出电压V大于0而电流I小于0（规定电流流出H桥为正）时，T1-T4均关断，T5导通，电感电流通过T5与D6进行续流，T5关断时电感电流通过D1与D4流通。同样地，当输出电压V小于0而电流I大于0时，T6、D5与D2、D3进行换流。

在单相户用光伏逆变器的应用中，追求小体积和低噪音是产品设计的关键目标之一，这不仅降低了设备的安装要求，也为用户在运行期间提供了更加宁静的环境。因此，较高的开关频率是功率半导体器件的重要需求之一，而更高的效率和更好的可靠性则是产品设计中不可或缺的特性，有助于为客户提供长期稳定的经济效益。在单相光伏应用中，电网电压通常为220/230VAC，逆变器的母线电压在350-400VDC左右，因此，适合应用高效高速的650V IGBT，以满足这些场景中的需求。

英飞凌新一代650V TRENCHSTOP™ IGBT7 H7产品采用最新的微沟槽栅技术，相比前代产品整体损耗可减少39%，同时配备新一代全电流的发射极控制EC7续流二极管，具有更好的EMI表现。此外，该器件还具备出色的防潮性能，可在恶劣环境中可靠运行，且已通过JEDEC 47/20/22的相关测试，特别是HV-H3TRB测试，符合工业应用标准，非常适合户外应用的户用单相光储逆变器。

对于5kW、8kW至10kW功率等级的Heric单相光伏逆变器，可选用相应的IKWH40N65EH7和IKWH75N65EH7产品，DC-AC级转换效率均可达到98.5%，而T5/T6、D5/D6的损耗较小。在成本优化方面，根据具体需求考虑选择合适大小的器件。此外，英飞凌还提供了一站式的解决方案，包括驱动IC（如EiceDRIVER™ X3 Compact、2EDi family双通道隔离驱动系列）、微控制器产品（如XMC™、PSoC™系列）、以及用于测量和控制的XENSIV™系列电流传感器和AIROC™系列蓝牙wifi产品，以满足不同应用需求。

光伏并网逆变器光伏逆变器的工作原理 光伏逆变器的安装注意事项

一、光伏并网逆变器工作原理

光伏并网逆变器将直流电转换为交流电，当直流电压较低时，通过交流变压器提升电压，达到标准交流电压和频率。在大容量逆变器中，由于直流母线电压较高，通常不需要变压器升压即可达到220V。而在中、小容量逆变器中，如12V、24V，由于直流电压较低，则需要设计升压电路。

中、小容量逆变器主要有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种。推挽电路通过将升压变压器的中性插头连接到正电源，两只功率管交替工作，输出交流电力。由于功率晶体管共地边接，驱动及控制电路相对简单，且变压器的漏感限制了短路电流，提高了电路的可靠性。然而，其变压器利用率较低，且带动感性负载的能力较差。

全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，通过调节输出脉冲宽度来改变输出交流电压的有效值。该电路具有续流回路，即使对感性负载，也能保持输出电压波形的完整性。然而，该电路的上、下桥臂功率晶体管不共地，因此需要专门的驱动电路或隔离电源。此外，为防止上、下桥臂同时导通，必须设置死区时间，导致电路结构复杂。

二、安装注意事项

1、安装前检查逆变器是否在运输过程中有损坏。

2、选择安装场地时，确保周围没有其他电力电子设备的干扰。

3、在进行电气连接前，用不透光材料覆盖光伏电池板或断开直流侧断路器，以防止暴露于阳光下产生危险电压。

4、所有安装操作必须由专业技术人员完成。

5、光伏系统使用的线缆必须连接牢固，具有良好的绝缘，并符合规格要求。

6、电气安装必须满足当地和国家的电气标准。

7、逆变器并网前必须获得当地电力部门的许可，并由专业技术人员完成所有电气连接。

8、在进行任何维修工作前，应先断开逆变器与电网的电气连接，再断开直流侧电气连接。

9、等待至少5分钟，确保内部元件完全放电后，方可进行维修工作。

10、任何影响逆变器安全性能的故障必须立即排除。

11、避免不必要的电路板接触。

12、遵循静电防护规范，佩戴防静电手环。

13、注意并遵守产品上的警告标识。

14、操作前进行初步目视检查，确保设备无损坏或处于安全状态。

15、注意逆变器的热表面，如功率半导体的散热器，在断电后一段时间内仍保持较高温度。

光伏逆变器是电流源还是电压源？

光伏并网逆变器通常采用电流源并网的方式，这种方式在电力系统中有着广泛应用，能够有效地控制电流输出，适应光伏系统的特性。然而，也有少数光伏并网逆变器采用电压源并网，这种设计在特定条件下能提供更稳定的电压输出，适应不同负载需求。

离网型逆变器，或者说控制逆变一体机，主要采用电压源的方式工作。这种逆变器不依赖于电网，而是将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，直接供给家庭或小型商业设施使用。电压源的逆变器能够提供稳定的电压输出，确保负载设备的正常运行。

电流源逆变器和电压源逆变器在工作原理上有显著差异。电流源逆变器主要通过控制输出电流来调节功率，而电压源逆变器则侧重于控制输出电压。电流源逆变器适用于需要精确控制电流的应用场景，而电压源逆变器则在稳定性要求较高的场合表现出色。

选择电流源或电压源逆变器，取决于具体应用场景的需求。例如，在光伏并网系统中，电流源逆变器能够更好地与电网协同工作，确保电力系统的稳定运行。而在离网型系统中，电压源逆变器能够提供更加稳定可靠的电力输出，保障负载设备的正常运行。

总之，无论是电流源还是电压源逆变器，都是为了实现高效的能量转换和稳定的电力输出。根据不同的应用场景，选择合适的逆变器类型，才能实现最佳的性能和效果。

光伏并网逆变器与风力发电并网逆变器有什么区别

光伏并网逆变器与风力发电并网逆变器在功能和原理上有显著差异。光伏并网逆变器主要处理直流电，它直接将太阳能电池产生的电能转换成交流电，以便与市电网络同步。为了最大化利用太阳能电池板，提高系统效率，光伏逆变器必须具备高效率。逆变器会根据需要调整电压和频率，以匹配电网标准。在某些情况下，逆变器会通过交流变压器将低电压转换为标准的交流电压。

相比之下，风力发电并网逆变器则涉及复杂的电压转换和频率同步过程。它不仅要将风力发电机产生的直流电转换为交流电，还要确保输出频率与电网频率一致，通常通过振荡器实现。逆变器还会限制输出电压，确保其不超过电网电压范围，以维护电网稳定。为了实现高效转换，风力发电并网逆变器可以采用不同的变压器架构，包括高频变压器、工频变压器或无变压器的设计。

在逆变器的运行原理上，光伏并网逆变器通常包括将直流电压升压至较高水平，再通过交流变压器降压至标准交流电压的过程。而风力发电并网逆变器则可能采用更复杂的技术，如高频变压器和多步骤的电源转换程序，将直流电源逐步转换为所需电压和频率的交流电。

这两种逆变器在效率、成本和技术复杂性上都有各自的考量。光伏并网逆变器更注重提高能量转换效率，减少成本，而风力发电并网逆变器则需要处理更高电压的直流电，并确保输出与电网同步。

单相小功率逆变器拓扑

逆变器技术在光伏并网系统中的应用日益广泛，尤其在低压电网指令和无功调节方面面临挑战。常见拓扑结构在抑制漏电流和共模电流方面存在局限性，因此高效抑制漏电流的拓扑架构和共模电流抑制成为关键。本文将详细介绍逆变器拓扑在这些问题上的解决方案和改进。

传统小功率逆变器主要使用H4单相全桥拓扑，但由于存在漏电流问题，需要通过改变调制策略或增加RC吸收电路、输出隔离变压器等方式解决，这些措施会导致效率下降、体积增大和成本增加。德国SMA公司推出的H5结构从根本上解决了漏电流问题，随后出现了一系列解决漏电流的拓扑，如H6、双Buck拓扑等，这些拓扑在提高效率方面表现出色。

抑制共模电流是提升逆变器性能的关键之一。共模电流影响系统安全，降低效率，并引入谐波。逆变器中寄生电容的存在导致共模电压变化，进而产生共模电流。抑制共模电流的方法主要是降低共模电压的频率或维持共模电压不变。在实际应用中，选择合适的拓扑结构对于抑制共模电流至关重要。

H4和H6拓扑在抑制共模电流方面的性能分析表明，H6拓扑相对H4拓扑在共模电流抑制上具有优势。H6逆变拓扑采用单极性SPWM调制，产生高频SPWM输出波形，通过LC滤波器连接市电。控制环路通过采样BUS电压、市电电压和电感电流，实现输出电流与市电电压相位的同步，同时满足各法规对输出电流的要求。在工作原理中，H6逆变桥采用6个开关管驱动波形，实现高频和低频开关管的优化配置，以减少损耗和提高效率。

在H6拓扑中，开关管的选取考虑了开关频率和电流峰值等因素，以确保在稳定工作条件下，高频开关管开关动作时的△Vds范围较小，从而减少开关损耗。此外，通过合理配置二极管、滤波电感和滤波电容，实现逆变器的高效运行和良好的电流输出波形。

为了进一步优化逆变器的性能，设计了差分采样电路和抬升电路，以满足DSP28335的ADC输入电压范围需求。逆变器的输出滤波器采用LC或LCL结构，选择合适的滤波器结构以满足不同应用场合的需求，从而实现对高频谐波的有效衰减。

最后，通过双极性和单极性SPWM控制方式的比较，双极性SPWM虽然在损耗和电感电流纹波方面相对较高，但不存在共模漏电流问题，且不容易产生过零点畸变。因此，在设计逆变器控制策略时，需要综合考虑效率、损耗和系统稳定性等因素。

综上所述，高效抑制漏电流的拓扑架构和共模电流抑制策略是小功率逆变器面临的技术难题。通过采用先进的拓扑结构、优化控制策略和合理配置电路组件，可以显著提升逆变器的性能和可靠性，满足低压电网指令和无功调节的需求。

光伏发电站的逆变器怎么设置

太阳能光伏发电并网系统中的并网逆变器设置方式分为：集中式、主从式、分布式和组串式。

1、集中式

集中式并网方式适合于安装朝向相同且规格相同的太阳能电池方阵，在电气设计时，采用单台逆变器实现集中并网发电方案如图1所示。

对于大型并网光伏系统，如果太阳能电池方阵安装的朝向、倾角和阴影等情况基本相同，通常采用大型的集中式三相逆变器。

该方式的主要优点是：整体结构中使用光伏并网逆变器较少，安装施工较简单；使用的集中式逆变器功率大，效率较高，通常大型集中式逆变器的效率比分布式逆变器要高大约2%左右，对于9.3MWp光伏发达系统而言，因为使用的逆变器台数较少，初始成本比较低；并网接入点较少，输出电能质量较高。该方式的主要缺点是一旦并网逆变器故障，将造成大面积的太阳能光伏发电系统停用。

集中逆变一般用于大型光伏发电站（>10kW）的系统中，很多并行的光伏电池组串被连到同一台集中逆变器的直流输入端，一般功率大的使用三相IGBT功率模块，功率较小的使用场效应晶体管，同时使用DSP来改善所产出电能的质量，使它非常接近于正弦波电流。

最大特点是系统的功率高，成本低。但受光伏电池组串匹配和部分遮影的影响，导致整个光伏系统的效率不高。同时整个光伏系统的发电可靠性受某一光伏电池单元组工作状态不良的影响。最新的研究方向是运用空间矢量的调制控制，以及开发新的逆变器的拓扑连接，以获得部分负载情况下的高的效率。

在SolarMax(索瑞·麦克)集中逆变器上，可以附加一个光伏电池阵列的接口箱，对每一串的光伏电池组串进行监控，如其中有一组光伏电池组串工作不正常，系统将会把这一信息传到远程控制器上，同时可以通过远程控制将这一串光伏电池停止工作，从而不会因为一串光伏电池串的故障而降低和影响整个光伏系统的工作和能量产出。

2、主从式

对于大型的光伏发电系统可采用主从结构，主从结构其实也是集中式的一种，该结构的主要特点是采用2～3个集中式逆变器，总功率被几个逆变器均分。在辐射较低的时候，只有一个逆变器工作，以提高逆变器在太阳能电池方阵输出低功率时候的工作效率；在太阳辐射升高，太阳能电池方阵输出功率增加到超过一台逆变器的容量时，另一台逆变器自动投入运行。

为了保证逆变器的运行时间均等，主从逆变器可以自动的轮换主从的配置。主从式并网发电原理如图2所示。主从结构的初始成本会比较高，但可提高光伏发电系统逆变器运行时的效率，对于大型的光伏系统，效率的提高能够产生较大的经济效益。

3、分布式

分布式并网发电方式适合于在安装不同朝向或不同规格的太阳能电池方阵，在电气设计时，可将同一朝向且规格相同的太阳能电池方阵通过单台逆变器集中并网发电，大型的分布式系统主要是针对太阳能电池方阵朝向、倾角和太阳阴影不尽相同的情况使用的。

分布式系统将相同朝向，倾角以及无阴影的光伏电池组件串成一串，由一串或者几串构成一个太阳能电池子方阵，安装一台并网逆变器与之匹配。分布式并网发电原理如图3所示。这种情况下可以省略汇线盒，降低成本；还可以对并网光伏发电系统进行分片的维修，减少维修时的发电损失。

分布式并网发电的主要缺点是：对于大中型的上百千瓦甚至兆瓦级的光伏发电系统，需要使用多台并网逆变器，初始的逆变器成本可能会比较高；因为使用的逆变器台数较多，逆变器的交流侧和公用电网的接入点也较多，需要在光伏发电系统的交流侧将逆变器的输出并行连接，对电网质量有一定影响。

4、组串式

光伏并网组串逆变器是将每个光伏电池组件与一个逆变器相连，同时每个光伏电池组件有一个单独的最大功率峰值跟踪，这样光伏电池组件与逆变器的配合更好。组串逆变器已成为现在国际市场上最流行的逆变器，组串逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串（1kW～5kW）通过一个逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。许多大型光伏阀电厂使用组串逆变器，优点是不受光伏电池组串间差异和遮影的影响。

在组串间引入“主-从”概念，使得系统在单串电能不能使单个逆变器工作的情况下，将几组光伏电池组串联系在一起，让其中一个或几个工作，从而产出更多的电能。最新的概念为几个逆变器相互组成一个“团队”来代替“主-从”概念，使得系统的可靠性又进了一步。目前，无变压器式组串逆变器已占了主导地位。

多组串逆变是取了集中逆变和组串逆变的优点，避免了其缺点，可应用于几千瓦的光伏发电站。在多组串逆变器中，包含了不同的单独功率峰值跟踪DC/DC变换器，DC/DC变换器的输出通过一个普通的逆变器转换成交流电与电网并联。由于是在交流处并联，这就增加了交流侧的连线的复杂性，维护困难。

另需要解决的是怎样更有效的与电网并网，简单的办法是直接通过普通的交流开关进行并网，这样就可以减少成本和设备的安装，但往往各地的电网的安全标准也许不允许这样做。另一和安全有关的因素是是否需要使用隔离变压器（高频或低频），或允许使用无变压器式的逆变器。

光伏组串的不同额定值（如：不同的额定功率、每组串不同的组件数、组件的不同的生产厂家等）、不同的尺寸或不同技术的光伏组件、不同方向的组串（如：东、南和西）、不同的倾角或遮影，都可以被连在一个共同的逆变器上，同时每一组串都工作在它们各自的最大功率峰值上。同时，直流电缆的长度减少、将组串间的遮影影响和由于组串间的差异而引起的损失减到最小。

华为逆变器有哪些型号

华为智能光伏逆变器在市场上有多种型号，以满足不同用户的需求。单相并网机型包括3KW、4KW和5KW等型号，这些型号适用于家庭或小型商业项目。三相并网机型则更为强大，包括8KW、12KW、17KW、33KW、36KW、50KW、60KW和70KW等多种选择。这些型号适合大型商业项目或社区太阳能发电系统。用户可根据实际需求选择合适的机型。

单相并网逆变器的设计旨在简化安装和使用过程，同时确保稳定可靠地输出电力。而三相并网逆变器则拥有更高的功率输出，适用于需要大量电力供应的场景。无论是家庭住宅还是商业建筑，华为智能光伏逆变器都能提供高效、可靠的电力解决方案。

华为智能光伏逆变器拥有先进的技术，确保了卓越的性能和可靠性。这些逆变器采用了高效能的IGBT模块，能够有效提高能源转换效率，降低损耗。此外，华为逆变器还具备智能控制功能，可根据电网和负载情况自动调整输出功率，从而实现最佳的能源利用。

华为智能光伏逆变器还具备出色的抗干扰能力，可以在恶劣的环境条件下稳定运行。无论是高温、低温还是潮湿环境，华为逆变器都能保持稳定的工作状态，确保电力供应的连续性和可靠性。此外，华为逆变器还具有智能化的故障诊断和保护功能，能够快速检测并处理潜在的问题，确保系统安全稳定运行。

如果您对华为智能光伏逆变器感兴趣，或者需要了解更多信息，可以联系华为金牌经销商深圳恒通源。他们将为您提供详细的咨询和支持服务，帮助您选择最适合的机型，并解答您可能遇到的各种问题。

光伏并网逆变器工作原理

逆变器的核心功能是将直流电转换为交流电，这是光伏系统中不可或缺的部分。在光伏系统中，逆变器的工作原理依据直流电压的高低而有所不同。对于直流电压较高的情况，逆变器可以直接输出标准交流电压和频率，无需通过变压器升压。而对于电压较低的情况，比如12V或24V，逆变器则需要设计升压电路来提高电压。

在中、小容量逆变器的设计中，主要采用三种电路结构：推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路。其中，推挽逆变电路是最常见的类型之一，它通过将升压变压器的中性插头连接到正电源，并让两只功率管交替工作来实现交流电力的输出。由于功率晶体管共地边接，这种设计使得驱动及控制电路相对简单，并且变压器的漏感能够有效限制短路电流，提高了电路的可靠性。然而，这种电路的变压器利用率较低，对感性负载的驱动能力也相对较弱。

全桥逆变电路则克服了推挽逆变电路的部分缺点。通过调节输出脉冲宽度来改变输出交流电压的有效值，全桥逆变电路能够适应不同的负载需求。这种电路还具有续流回路，即使面对感性负载，也能保证输出电压波形的稳定。然而，全桥逆变电路的设计相对复杂，因为上、下桥臂的功率晶体管不共地，这要求必须采用专门的驱动电路或隔离电源。为防止上、下桥臂同时导通，必须设计先关断后导通的电路，即设置死区时间，从而增加了电路的复杂性。

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