光伏逆变器

太阳能逆变器或 PV 逆变器是一种功率逆变器，可将光伏 (PV) 太阳能电池板的可变直流 (DC) 输出转换为可馈入商业电网或 由本地离网电网使用。 它是光伏系统中的关键系统平衡 (BOS) 组件，允许使用普通的交流供电设备。 太阳能逆变器具有适用于光伏阵列的特殊功能，包括xxx功率点跟踪和反孤岛保护。

光伏逆变器可分为四大类：

• 独立逆变器，用于隔离系统，其中逆变器从光伏阵列充电的电池中获取直流能量。 许多独立逆变器还集成了集成电池充电器，以便在可用时从交流电源为电池充电。 通常这些不会以任何方式与公用电网连接，因此不需要反孤岛保护。
• 并网逆变器，其相位与公用事业提供的正弦波相匹配。 出于安全原因，并网逆变器设计为在市电中断时自动关闭。 它们在公用事业中断期间不提供备用电源。
• 备用电池逆变器是一种特殊的逆变器，旨在从电池中汲取能量，通过车载充电器管理电池充电，并将多余的能量输出到公用电网。 这些逆变器能够在市电停电期间为选定负载提供交流电，并且需要具有反孤岛保护。
• 智能混合逆变器，管理光伏阵列、电池存储和公用电网，这些都直接连接到设备。 这些现代一体机系统通常用途广泛，可用于并网、独立或备份应用程序，但它们的主要功能是使用存储进行自我消耗。

光伏逆变器使用xxx功率点跟踪 (MPPT) 从光伏阵列获得xxx可能的功率。 太阳能电池在太阳辐射、温度和总电阻之间具有复杂的关系，这会产生称为 I-V 曲线的非线性输出效率。 MPPT 系统的目的是对电池的输出进行采样并确定电阻（负载）以获得任何给定环境条件下的xxx功率。

填充因数（通常简称为 FF）是一个参数，它与面板的开路电压 (Voc) 和短路电流 (Isc) 一起决定了太阳能电池的xxx功率。 填充因子定义为太阳能电池的xxx功率与 Voc 和 Isc 的乘积之比。

MPPT 算法主要有三种类型：扰动观察法、增量电导法和恒压法。 前两种方法通常被称为爬山方法； 他们依赖于绘制的功率曲线随电压上升到xxx功率点的左侧，然后下降到右侧。

并网逆变器或同步逆变器或简称为并网逆变器 (GTI) 的关键作用是使电力线的相位、电压和频率与电网同步。 太阳能并网逆变器设计用于在公用电网出现故障时快速断开与电网的连接。 这是 NEC 的一项要求，可确保在发生停电时，并网逆变器将关闭，以防止其产生的能量伤害任何被派去修复电网的线路工人。

当今市场上可用的并网逆变器使用多种不同的技术。 逆变器可以使用较新的高频变压器、传统的低频变压器或不使用变压器。 高频变压器不是将直流电直接转换为 120 或 240 伏交流电，而是采用计算机化的多步骤过程，包括将电源转换为高频交流电，然后再转换回直流电，然后再转换为最终的交流输出电压。

从历史上看，人们一直担心将无变压器电力系统馈入公用电网。 这些担忧源于这样一个事实，即直流和交流电路之间缺乏电流隔离，这可能会使危险的直流故障通过交流侧。 自 2005 年以来，NFPA 的 NEC 允许使用无变压器（或非电流）逆变器。 VDE 0126-1-1 和 IEC 6210 也进行了修订，以允许和定义此类系统所需的安全机制。 主要是，剩余电流或接地电流检测用于检测可能的故障情况。 还执行隔离测试以确保 DC 到 AC 分离。

许多太阳能逆变器设计用于连接到公用电网，并且在未检测到电网存在时不会运行。