1 光伏发电的现状和开展
2013 年的国内外商场显现，我国光伏工业现在正遭受欧美“双反”与国内产能严峻过剩的两层检测。人们不由忧虑，我国的光伏工业的春天是否现已一去不复返了。实践上，这仅仅是光伏工业的产能过剩，并不能因而看衰整个光伏工业。
2013 年光伏需求将会同比添加7%,达31GW.我国将初次超越德国变成最大光伏商场。而亚洲也将变成需求最旺盛的大陆。中日印三国需求将占到全球需求的36%.2013 年又将成为别的一个转型之年，光伏业将习惯后欧洲商场的疲软。现在，光伏工业的整体趋势在走下坡路，而其间电站开发环节的趋势是上升的，2013 年必将迎来光伏发电电站建造的一个春天。
当时我国方针鼓舞方向是散布式光伏发电。散布式光伏发电是指差异于会集式光伏发电的建造办法，一般建在用户侧，所出产电力首要自用。具有容量小、电压等级低、挨近负荷、对电网影响小等特色，能够运用在工业厂房、公共建筑以及居民屋顶上。散布式光伏发电充沛利用了太阳能广泛存在的特色，并且避免了会集建造的场所约束要素，具有建造灵敏的特色。
2 光伏发电的根本原理
2.1 光伏发电的类别
光伏发电一般依照与电力体系的联系分类，能够分为独立光伏发电和并网光伏发电。独立光伏发电不与电力体系衔接在一起，独立于整个体系，宣布的直流、沟通电直接供应负载。而并网光伏发电则像发电站相同，能够向电网运送有功、无功的电能。
2.2 独立光伏发电的根本原理
独立光伏发电体系由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、操控器和负载(直流负载和沟通负载)组成。因为太阳能电池发生的电能为直流，可是因为光照强度实时改变，太阳能电池输出的电压也不安稳，这时也需求蓄电池来起到一个滤波的效果，将太阳能电池发生的电压安稳在蓄电池的电压值上，在别的一种意义上，用蓄电池也有储能的效果，能够将过剩的电能储存起来供在光照强度较低的时分运用。假如是直流负载就能够直接接在蓄电池上作业，假如是沟通负载，那么需求经过逆变器的DC-AC 改换，将直流电变成沟通电，供应沟通负载。
2.3 并网光伏发电的根本原理
独立光伏发电体系由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器组件、操控器和负载组成。因为需求将光伏宣布来的电回馈给电网，这就需求将直流电转换为电网要求的220V、50HZ 的沟通电，并且在相同相位的状况下并网，像电网供电。
无论是独立光伏发电体系仍是并网光伏发电体系，逆变体系关于沟通负载和并网发电都是必不可少的，接下来咱们首要就光伏散布发电中的逆变体系的相关规划进行研究。
3 光伏发电逆变体系规划
3.1 光伏发电逆变体系的组成
光伏发电体系首要由太阳能电池、主回路、操控电路和负载组成。主回路首要包含DC/DC 电路、DC/AC 电路、滤波器组件。下面首要关于主回路部分的规划做介绍，其间包含主回路的拓扑结构进行剖析，介绍一下全桥逆变电路的作业原理以及逆变器模块的选型，以及相关维护的规划。
3.2 光伏发电逆变体系的拓扑结构
一般单相电压型逆变器首要分为推挽式、半桥和全桥逆变电路三种。这三种方法依据其不同的特色运用于不同的场合。
推挽式逆变电路的电路结构比较简单，如图3-1 所示。其上电路只需求两个晶闸管，基极驱动电路不需求阻隔，驱动电路比较简单，可是晶闸管需求接受2 倍的线路峰值电压，所以适合于低输入电压的场合运用。
一起变压器存在偏磁现象，初级绕组有中心抽头，流过的电流有效值和铜耗较大，初级绕阻两部分应严密藕合，绕制工艺杂乱。因为推挽式逆变电路关于晶闸管的耐压要求比较高，不适合作为光伏发电的逆变体系主回路。
比较于推挽式逆变电路，单相半桥式逆变电路中所运用的晶闸管的耐压要求就相对较低，不会有线电压峰值2 倍这么多，肯定不会超越线电压峰值。其逆变出来的波形也相对推挽式比较挨近于正弦波，所以滤波的要求也相对较低。因为晶闸管的饱满压降减小到了最小，所以不是最重要的影响要素之一。可是因为半桥式逆变电路的结构决议其集电极电流在晶闸管导通时会添加一倍，使得在晶闸管选型的进程中，要考虑大电流、接受高压的状况，就难免会因为其价格昂贵，所以不适合作为光伏发电的逆变体系主回路。
全桥式逆变电路便是介于推挽式和半桥式之间，统筹其各自长处的一种逆变电路。其既有推挽式电路的电流性质，也有半桥式电路的电压性质，其结构详见图3-3 所示。全桥式电路能够使得晶闸管期间到达最大输出功率，并且其逆变出来的波形愈加挨近于正弦波。所以，这次这次光伏发电的逆变体系主回路选用了全桥式逆变电路。
其间VT1-VT4 为晶闸管，VD1-VD4 为四个反向并联的二极管。下面具体介绍一下全桥逆变电路的作业原理。
3.3 全桥逆变电路的作业原理
首要，VT1 和VT4 是一对一起开关的晶闸管，VT2 和VT3 是别的一对一起开关的晶闸管，VT1、VT4,VT2、VT3各受两路操控电压的操控。首要，VT2、VT3 的操控电压为负值，那么VT2、VT3 关断，处于截止状况。VT1、VT4 的的操控电压为正值，那么VT1、VT4 导通，电流流转途径如图3-4 所示。假如疏忽晶闸管本身的压降，那么输出电压就等于Uout=EN2/N1.
然后，VT1、VT4 关断，四个功率开关都处于截止状况。
第三个时间，VT1、VT4 的操控电压为负值，那么VT1、VT4 关断，处于截止状况。VT2、VT3 的的操控电压为正值，那么VT2、VT3 导通，电流流转途径如图3-5 所示。假如疏忽晶闸管本身的压降，那么输出电压就等于Uout=-EN2/N1.
最终，VT2、VT3 关断，四个功率开关都处于截止状况。
这便是一个周期内，晶闸管的开关改变状况。依照这种作业方法，则能够取得交变的电压。
3.4 逆变器的规划
逆变器组件的规划依据某地的用户载荷剖析，用户的用电载荷均匀大约为3.2kW.依据某地全年品均月辐照强度5.4KWh/m?/ 天。一共需求的电池板方阵功率核算公式为：
Wl :负载的耗费功率F :蓄电池放电功率的批改系数(一般取1.05)Tm :峰值日照时数，其值与辐照强度的值根本相同，这儿取3.6h:方阵外表因为尘污遮盖或老化引起的批改系数，一般可取0.9~0.95:方阵组合损失和对最大功率点违背以及操控器功率的批改系数，一般可取0.9~0.95L :蓄电池的维修保养率(一般取0.8)Ka :包含逆变器等沟通回路的损失率(一般取0.7,如逆变器功率高可取0.8)本方案选用230W 的单晶硅电池板，则一共需求8 块，总功率为1.84Kw .
因为当地的用电电压为22OV,所以挑选输出电压为22OV的离网逆变器，经过用户用电器核算可知，用户的最大功率约为716W, 考虑到用户负载中有理性负载，在发动进程时有较大的冲击电流，一起考虑体系的暂时添加负载的状况，所以逆变器功率应相对挑选较大的。在逆变体系中要求体系呼应快，可靠性高，维护功用强等。本次规划的逆变电路中蓄电池经过DC/DC 改换最大提供应逆变器400V 的直流电压，所以单个晶闸管所接受的最大耐压也为400V,考虑到电压动摇和留必定的余量的联系，最终将晶闸管的最大耐压设定在150% 的输入最大输入电压，那便是600V.
逆变器的额外输出功率为3kW,输出电流的峰值为18A,阻隔变压器的变压比为1 :1.考虑到留有必定的余量，每个晶闸管的耐流值设定在30A.然后咱们就能够进行选型了。
最终，挑选了PM200CLA060 类型的三菱公司出品的IPM模块，其耐压600V,耐流200A,契合我这次规划的光伏发电逆变体系关于模块的要求。
3.5 逆变器支流侧电容的规划
关于散布式光伏发电体系，其直流侧需求添加电容确保直流侧电压安稳，不呈现电压骤变。那么需求规划出契合以下公式要求的电容。
其间P 为太阳能电池的输出功率，依照此项目每块太阳能电池的输出功率80W±3% 核算，那么40 块太阳能电池组成的阵列，其输出功率可达3.2KW.
f 为电网的频率，取50Hz.
K 为波纹系数，取0.1.
U 为直流母线电压，取400V.
所以，咱们只需选用大于1273.89 的电容即可，我选用2200.因为考虑到直流侧电压为400V,那么挑选500V/2200的电解电容。
3.6 沟通输出滤波电路规划
由单相全桥逆变电路逆变出来的电压不是规范的正弦波，而是直流斩波电压。如下图所示。
为了使得输出的波形愈加挨近正弦波，以确保负载和电网取得高质量的电能，滤波电路是影响波形输出的一个重要环节。在滤波电路的规划中最重要的便是电感和电容的规划。
其间，因为逆变器的输出为220V/3kVA,那么所以Poutmax=3kVA.Uout=220V.
设定逆变器功率为96%.波纹电流系数为17%.
那么而电容的规划如下：
其间K 为谐振频率/ 基波频率，设定为12.
f 为基波频率，便是50Hz.那么所以依据规划数据，滤波%&&&&&%挑选40,滤波电感挑选2mH.
4 总结
光伏散布式发电在日常日子中越来越常见，其间在并网和沟通负载的运用进程中，逆变器的规划至关重要，本文经过关于逆变器部分的结构和原理的剖析，简述了光伏发电中逆变器规划的整体思路。整个光伏发电体系的正常运转还依托于各个部分，包含太阳能电池、蓄电池、滤波部分、操控部分、并网操控部分的合作。所以在实践的逆变器规划进程中，要充沛考虑到其他部分的合作和影响。
