光伏發(fā)電逆變器拓撲及關(guān)鍵技術(shù)綜述
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
2．3 大功率逆變拓撲
大功率逆變器應用在大型商業(yè)屋頂及地面電站上，主要以?xún)呻娖?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/拓撲">拓撲為主，近兩年出現I型三電平拓撲。以Powerone公司為代表的四電平，以SMA和REFU為代表的五電平拓撲已陸續出現。為實(shí)現大功率，以愛(ài)默生為代表的中功率并聯(lián)方案提高了功率密度。對于北美處于安全考慮，通常要求逆變器PV電壓不超過(guò)600 V，對此也產(chǎn)生了一系列的改進(jìn)拓撲結構形式，圖3示出REFU針對北美版機器推出的五電平拓撲結構。在這些拓撲的基礎上，逆變交流側并聯(lián)技術(shù)、高電壓穿越技術(shù)、共模電壓?jiǎn)?wèn)題都是業(yè)界大功率逆變器碰到的一系列技術(shù)難題。共模電壓的存在導致一臺逆變器運行會(huì )影響其他不運行的逆變器，尤其會(huì )將BUS電壓沖高直至保護。另外，如何讓所有模塊的壽命均等的群控策略，提高陰影時(shí)的發(fā)電量，群控時(shí)各組串大電流切換時(shí)的滅弧問(wèn)題及三電平逆變器多臺并機的環(huán)流均流控制算法的研究及中點(diǎn)平衡與輸出直流量之間兼顧問(wèn)題和低電壓跌落如何快速檢測到電壓跌落等問(wèn)題，都是逆變器構成大功率電站方案時(shí)需考慮的一些關(guān)鍵技術(shù)。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/175823.htm
2．4 微型逆變器及效率優(yōu)化器
微型逆變器的應用需求決定了其不能采用傳統的升降壓型逆變器拓撲結構(如半橋，全橋等拓撲)，其不僅要求能實(shí)現升、降壓變換功能，還需進(jìn)行電氣隔離，一般由DC／DC，DC／AC兩級變換組成。同時(shí)對效率、體積、成本等要求較高。目前以Enphase，Involar等為代表的公司采用Flyback+全橋結構，結構和控制簡(jiǎn)單，可靠性高。以Powerone為代表的公司采用Boost+LLC+全橋結構，以Enecsys為代表的公司采用LLC+Buck+全橋結構。為了減小重量和體積，高頻軟開(kāi)關(guān)技術(shù)在微型逆變器上得到了普遍應用。高效的拓撲架構，無(wú)電流傳感器的MPPT算法，準確的谷底開(kāi)通方法也是微型逆變器追求其高效率的主要技術(shù)難點(diǎn)。
效率優(yōu)化器主要是補償電池板的不匹配(電池組差異、陰影及遮擋等引起的不匹配)帶來(lái)的損失。圖4示出NS公司的效率優(yōu)化器拓撲結構，目前有公司將電弧檢測和滅弧功能集成在效率優(yōu)化器中。功率優(yōu)化器可以不存在大量電容(主要靠電感來(lái)升壓)而微型逆變器存在大量的電容，而電容的壽命不可能達到電池板級那么長(cháng)。
3 未來(lái)逆變器拓撲及發(fā)展趨勢
3．1 高可靠性
任何產(chǎn)品可靠性都是第1位的，光伏逆變行業(yè)也不例外，主要表現在：控制算法；硬件電路上的冗余和降額設計；軟件系統的可靠性；元器件選擇及DFEMA設計；EMC問(wèn)題；故障數據存儲與在線(xiàn)故障檢測與診斷；基于容錯技術(shù)光伏并網(wǎng)逆變器的可靠性研究等方面。只有保證了可靠性，才會(huì )產(chǎn)生好的產(chǎn)品。
3．2 高效率
效率指標包括峰值效率、歐洲效率和CEC效率，在PHOTO雜志上也會(huì )定期公布相關(guān)逆變器的效率，從發(fā)電量角度來(lái)衡量逆變器產(chǎn)品的性能，故未來(lái)逆變器產(chǎn)品設計也應主要兼顧歐洲效率和CEC效率，從而對用戶(hù)產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益。不僅要提高重載下的效率，輕載下的效率也很重要，對電壓電流在線(xiàn)信號的采樣精度及輕載MPPT的精度，多峰MPPT跟蹤技術(shù)，PV電池效率的提升都提出了新要求。高效拓撲也是未來(lái)發(fā)展的方向。
3．3 網(wǎng)側高壓場(chǎng)合適用的拓撲
大功率逆變器成本壓力日趨增大，提高逆變器輸出電壓有利于減少變換器、配電器件、輸電線(xiàn)路、變壓器的電流應力，進(jìn)而降低成本，提高效率。要使功率器件的電壓應力增大，需更高壓的器件，多電平拓撲的出現解決了此問(wèn)題。適用的拓撲有REFU的五電平拓撲，接入電網(wǎng)的電壓可達690 V；Powerone的四電平拓撲，級聯(lián)結構構造多電平。
4 結論
介紹了國內外光伏逆變行業(yè)逆變拓撲的發(fā)展情況，并對拓撲發(fā)展中帶來(lái)的一些問(wèn)題以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，同時(shí)也預測了未來(lái)逆變器拓撲的發(fā)展趨勢，指出提高電網(wǎng)側電壓及多電平拓撲是未來(lái)拓撲的發(fā)展方向。隨著(zhù)新拓撲的不斷創(chuàng )新和應用，未來(lái)也需在各種關(guān)鍵技術(shù)上不斷地突破，進(jìn)一步提高光伏并網(wǎng)逆變器的性能。
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