微逆变器差异于传统逆变器的特征:
(1)逆变器输入电压低、输出电压高
单块光伏组件的输出电压规模一般为20~50V,而电网的电压峰值约为311V(220VAC)或156V(110VAC),因而,微逆变器的输出峰值电压远高于输入电压,这要求微逆变器需求选用具有升降压改换功用的逆变器拓扑;而会集式逆变器一般为降压型改换器,其一般选用桥式拓扑结构,逆变器输出沟通侧电压峰值低于输入直流侧电压;
(2)功率小
单块光伏组件的功率一般在100W~300W,微逆变器直接与单块光伏组件相匹配,其功率等级即为100W~300W,而传统会集式逆变器功率经过多个光伏组件串并联组合发生足够高的功率,其功率等级一般在1kW以上。
微逆变器的规划考虑要素:
(1)改换功率高
并网逆变器的改换功率直接影响整个发电体系的功率,为了确保整个体系较高的发电功率,要求并网逆变器具有较高的改换功率。
(2)可靠性高
因为微逆变器直接与光伏组件集成,一般与光伏组件一同放于室外,其作业环境恶劣,要求微逆变器具有较高的可靠性
(3)寿数长
光伏组件的寿数一般为二十年,微逆变器的运用寿数应该与光伏组件的寿数适当。
(4)体积小
微逆变器直接与光伏组件集成在一同,其体积越小越容易与光伏组件集成。
(5)本钱低
低本钱是产品开展的必定趋势,也是微逆变器市场化的需求。
微逆变器的要害性技能
(1)微逆变器拓扑
微逆变器的特别运用需求决议了其不能选用传统的降压型逆变器拓扑结构,如全桥、半桥等拓扑,而应该挑选能够一起完成升降压改换功用的改换器拓扑,除能够完成升降压改换功用外,还应该完成电气阻隔;另一方面,高功率、小体积的要求决议了其不能选用工频变压器完成电气阻隔,需求选用高频变压器。
可选的拓扑计划包含:高频链逆变器、升压改换器与传统逆变器相组合的两级式改换、根据阻隔式升降压改换器的Flyback逆变器等几种,其间Flyback改换器拓扑结构简练,操控简略、可靠性高,是一种较好的拓扑计划,现在Enphase、Involar(英伟力)等公司开发的微逆变器产品均是根据Flyback改换器。
(2)高功率改换技能
为了减小微逆变器的体积,要求进步逆变器的开关频率,而开关频率的进步必定导致开关损耗升高、改换功率下降,因而小体积与高功率两者之间是对立的,高频软开关技能是处理两者对立的有用办法,软开关技能能够在不添加开关损耗的前提下进步开关频率。
研讨和开发简略有用的软开关技能并将软开关技能与详细的微逆变器拓扑相结合是微逆变器开发需求处理的要害问题之一,据报道,英伟力公司引进谐振软开关技能有用改进了微逆变器的改换功率,其发布的MAC250微逆变器产品最高功率到达95%以上,CEC功率到达94.5%以上。
(3)并网电流操控技能
传统的会集式并网逆变器中一般选用电流闭环操控技能确保进网电流与电网电压同频同相,完成高质量的并网电流操控,如选用PI操控、重复操控、猜测电流操控、滞环操控、单周期操控、份额谐振操控等操控办法,上述办法都需求选用电流霍尔等元件采样进网电流,从而完成并网电流的操控。
因为微逆变器的小功率特征,为了下降单位发电功率的本钱,且考虑到体积要求,开发新式的高可靠性、低本钱小功率并网电流操控技能是微逆变器开发需求处理的另一个要害性问题。
(4)高功率、低本钱最大功率点盯梢(MPPT)技能
光伏发电体系的功率为电池板的光电转化功率、MPPT功率和逆变器功率三部分乘积,高功率MPPT技能对光伏发电体系的功率进步和本钱下降有十分重要的含义。
常见的MPPT算法包含开路电压法、短路电流法、爬山法、扰动观察法、增量电导法以及根据含糊和神经网络理论的智能盯梢算法等,上述MPPT办法中一般需求一起检测光伏输出侧电压和电流,从而计算出并网功率。
微逆变器的光伏侧输入电压低,因而光伏侧的电流较大,假如选用电阻检测输入侧电流,对微逆变器的整机功率影响较大,而选用霍尔元件采样光伏侧电流则会添加体系本钱及逆变器体积,因而针对微逆变器的特别要求,需求开发新式的无需电流检测的高功率MPPT技能。据报道,英伟力公司研讨了一种无电流传感器MPPT技能来习惯微逆变器的运用需求,MPPT作用杰出,盯梢精度到达99.9%以上。
(5)孤岛检测技能
孤岛检测是光伏并网发电体系必备的功用,是人员和设备安全的重要确保。针对微逆变器的特别运用需求,开发简略、有用、零检测盲区、不影响进网电流质量的孤岛检测技能是微逆变器开发需求处理的一个重要课题。
(6)无电解电容改换技能
光伏组件的寿数一般为20~25年,要求微逆变器的寿数有必要挨近光伏组件,而电解电容式功率改换器寿数的瓶颈,要使微逆变器到达光伏组件的寿数,有必要削减或防止电解电容的运用,因而研讨和开发无电解电容功率改换技能是微逆变器开发需求处理的另一个课题。
(7)信息通讯技能
当多个微逆变器组成分布式发电体系时,体系需求实时搜集每个微逆变器的信息,以完成有用的监测与办理,因而需求低本钱、高效、高可靠性信息通讯技能作为确保,能够使用的通讯技能包含PLC、ZigBee、Z-Wave、6LowPA、PoE、GPRS、GSM技能等。
本文剖析了微逆变器的开展现状,要点剖析了微逆变器开发所需求处理的要害性问题,剖析标明,微逆变器与传统严重功率会集并网逆变器存在显着的不同,为了把握微逆变器的核心技能,需求处理包含逆变器拓扑、软开关、并网电流操控、MPPT等多个要害性核心技能。