光伏系统中逆变器拓扑形态分析

计算机教育　光伏系统中逆变器拓扑形态分析　秦一伟青海大学　摘要：文章从光伏系统实际情况出发，对于光伏逆变器的几种拓扑形态，以及其主要工作特征展开了深入的分析。　关键字：光伏逆变器拓扑特征　当前社会环境中，生产生活都将电力能源作为重要的支持性　流箱将光伏阵列与逆变器相连疾现并网对于集中式逆变器而言，　能源对待，因此对于电力能源的需求，一直都处于上升状态。这种　需求层面的增加，要求电力能源的供给能够保持同步的增加，并　且实现稳定供给。而化石燃料本身的非可持续特征，决定着其本　身在能源领域的淡出，以可持续发展为特征的核能和新能源，在　未来会成为电力供给的重要来源。而在新能源体系之下，光伏发　电相对而言发展历史最为悠久，技术也比较成熟，成为当前大电　网的重要参与成分。　大电网的核心在于将诸多电力能源实现并网，以分布式的思　想建立起电力能源池，并且实现整个电网环境中的整体供给优化。　随着社会中各个方面对于电能需求的增加，如何实现多个电力能　源的平稳并网，成为光伏系统所要面对的核心问题之一。尤其是　负荷环境中大量非线性不平衡需求的存在，以及光伏发电框架之　下，光能源本身的潮汐特征，都给平稳并网带来挑战。除此以外，　考虑到光伏系统供电本身不稳定的特征，在并网环境之下，一旦　发生电能供给异常，光伏系统应当能够实现自身的隔离，展开孤　岛运行，避免给更大范围的电网带来负面影响。　针对此种状况，诸多学者展开了对应的研究，并且对光伏发　电的并网离网做出了严格限定，其中包括并网时谐波畸变率的含　量，以及孤岛情况下电压的不平衡状况等方面的具体衡量。就我　国光伏发电的发展状况而言，光伏电站的整体容量仍然有待进一　步提升＇并且在大电网环境中，光伏电站的比例也有较有限。可以说，　应用的滞后为技术的发展赢得了一点时间，但是随着技术和应用　的日渐成熟，光伏发电对于大电网的影响也会逐步增加，二者的　故障都会影响到对方的稳定运行，这种影响日渐增加，会达到隔　离孤岛运行也无法消除，最终造成电网电压和频率崩溃。而逆变　器作为将直流电能转换为交流电能的重要桥接组件，是实现井网，　并且决定并网稳定性的重要环节。　实际应用中对逆变器的选用，需要从实际情况出发，合理对　不同种类逆变器进行选择，综合其工作特征妥善安排。光伏逆变　器具有多种分类方式，但是在当前应用领域中，以功率作为分类　依据的方式直接面向应用因此有着较好的生命力此种分类方式，　将光伏逆变器划分为集中式逆变器、组串式逆变器以及微型逆变　器三种。　集中式逆变器主要应用于大型并网工作环境，其功率范围为　ｌＯＯ一１ＯＯＯｋＷ。此种逆变器应用于大型光伏电站，主要形式为多个　电池板的分组串联，而后再进行并联，形成光伏阵列，最后利用汇　数码世界Ｒ２１６　较高的集成度成为其突出特征，因此功率密度较大，输出功率因　数比较稳定，而成本则相对低廉。除此以外，集中的形态还能够　降低逆变器需要的元器件，提升系统整体可靠性，理想的情况下，　此种系统的转换效率可以提升到９８％水平，并且谐波畸变率能够　控制在３％以下。集中式逆变器能够较好地抵抗电网电压所带来　的波动，因此对于实现电网稳定有着积极价值。但是其本身缺乏　必要的荣誉能力，对于逆变器的依赖会成为此种系统的瓶颈问题。　对于组串式逆变器而言，通常应用于大中型分布式光伏电站，　是当前我国光伏失事业的重要支持，尤其是对于农村光伏并网环　境而言至关重要。多应用于３－５０ｋＷ功率环境。此种逆变器的应　用环境中，从本质上也表现为光伏阵列，但是规模要比集中逆变　器的工作环境规模要小很多，通常串联不过几十块电池板，并联　也不过几块至十几块居多。组串式逆变器可以实现多路ＭＰＰＴ跟　踪电路，保持每个光伏组串都工作在最大功率点上，可以有效减　少因光伏组串间不匹配导致的发电损失。除此以外，此种逆变器　结构相对简单，在安装和调试方面易于操作，有效实现了施工难　度的控制。并且光伏组串能直接连接到逆变器，省去了汇流箱和　直流柜，减少了直流回路线损，也提高了系统可靠性。但是组串式　逆变器框架下元件较多，导致其设计和制造难度加大，可靠性也　因此受到闲置。除此以外，由于组串式光伏发电系统经过滤波器　后直接并人电网，没有经过隔离变压器环节，易形成共模漏电流，　安全性偏低也成为一个问题。　最后，微型逆变器多用于２００—５Ｏ０Ｗ功率环境之下，通常仅　并联一块电池板，能够实现单独的转换和ＭＰＰＴ跟踪，适用于光　照特征复杂的环境。微型逆变器能够有效实现最大功率点保持的　职能目标，对于提升小型系统的发电效率有着不容忽视的积极意　义，并且其运维相对简单，支持热插拔，并且能够面向发展环境友　好，安装和扩展都便于展开。除此以外，型逆变器多利用高频变压　器进行升压，这使其具有较高功率密度和转换效率，还能实现光　伏组件与网测电压的电气隔离有效地解决了共模漏电流的问题。　逆变器的发展，随着光伏事业的一同展开，在未来必然会成　为支持光伏事业的重要力量。　参考文献　【１】蹇芳，李志勇．光伏逆变器技术现状与发展【Ｊ】．大功率交流技　术，２０１４（４）