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　　1、第5章 光伏控制器及逆变器5.1 控制器太阳能光伏发电系统分为离网型光伏发电系统和并网型光伏发电系统。在太阳能光伏发电系统中，接收太阳光并将太阳光转换成电能的装置是太阳电池，但将太阳光转换成电能时由于天气原因或其他因素的影响，太阳电池的输出电流并不是很稳定。直接供负载使用将使负载非常不稳定，甚至会导致负载不能使用以及烧毁的情况。因此在太阳电池组件将光能转换成电能后，让电能经过蓄电池和充放电控制器以及其他电力部件后供负载使用。独立运行的太阳能光伏发电系统使用时，白天日照充足太阳电池组件产生电能过剩，蓄电池储存多余的电能。夜间或阴雨天没有太阳光时，要靠蓄电池贮存和调节电能来供负载合理使用，以达到充

　　2、放电的平衡，从而使系统效率最大加以利用。充放电控制器是太阳能独立光伏系统中至关重要的部件，其主要功能是对独立光伏系统中的储能元件蓄电池进行充放电控制，以免蓄电池在使用过程中出现过充或过放的现象，影响蓄电池寿命，从而提髙系统的可靠性。本节主要介绍充、放电控制器工作原理以及控制器的设计及选型。5.1.1控制器的工作原理在独立光伏系统中，为了能让系统正常运行，蓄电池是不可缺少的部件。控制器主要是为了避免蓄电池在充放电过程中出现过充或过放的情况而设计的控制部件，它能使蓄电池工作在最佳状态。由于太阳电池组件随太阳光的变化而变化较大，导致控制器的输入能量不稳定，所以太阳能光伏发电系统中的充放电控制比其他应

　　3、用领域的控制要复杂一些。根据铅酸蓄电池的充放电特性如图5.1可知，在对蓄电池充电过程中，当蓄电池端电压升至D点电压时，就标志着蓄电池已充满，应切断充电开关线路。所以光伏控制器应有检测电压部件，能随时检测蓄电池的端电压；检测到蓄电池端电压后控制器中应设有比较电路，与电压比较器中设置的相当于D点电压（可称为“门限电压”或“电压阈”） 比较，如果端电压达到阈值电压时，表示应结束蓄电池充电过程。在此应要注意的是蓄电池在充电期间，其电解液温度会升高，由于蓄电池电压的温度效应，所以此时的阈值电压应根据检测到的温度而设定相关的补偿电压。同理，从蓄电池的放电特性如图5.2可知，在电压达到G点电压时，就意味着蓄

　　4、电池放电过程终止。所以同样在光伏控制器中设置电压检测电路和电压比较电路，通过测试G点电压来决定是否断开蓄电池放电线路，从而结束蓄电池放电过程。在太阳能光伏发电系统中，根据光伏发电系统实际需求的不同，控制器复杂程度也不相同。控制器可以由相对简单的比较电路组成，也可由单片机或DSP处理器来控制，但不管控制器由什么组成，其基本原理都相同。从蓄电池充放电原理和控制过程可以分析，光伏充放电控制器的基本原理图如图5.3所示：充放电控制器主要由控制电路、开关元件和其他基本电子元件组成。开关元件包括充电开关、放电开关，充电开关用来切断或接通太阳电池组件和蓄电池，使太阳电池组件对蓄电池进行充电或避免蓄电池过充；

　　5、放电开关用来切断或接通蓄电池和用电负载，使系统电压供负载使用或避免蓄电池过放。此处讲的充放电开关实际上是一个广义上的开关元件，它可以是一个继电器、三极管等元件，也可以是MOS管、晶闸管或是机械等类型的元件，用来切断或接通输电线路的元件。控制器控制电路部分是整个光伏控制器的核心，控制电路部分一方面需提供控制电路所需的稳压电路，以稳定供给控制电路部分集成电路所需的电压，以保证集成电路正常工作；同时还需要检测蓄电池的端电压，根据蓄电池端电压与阈值电压的比较来决定是否切断或接通充电开关和放电开关，保证系统的正常运行。根据光伏发电系统的要求不同，控制电路也不同，如最简单的太阳能草坪灯上的控制电路就是用几

　　6、支三极管、电阻、电容以及电感等分立元件组成的充放电电路；较复杂的如PHOCOS公司生产的PL系列太阳能光伏控制器，其控制电路由多个微控制器和外围电路组成，可以检测温度、时间、充电容量大小以及可以支持串口数据传输的等功能。除此外，还具有友好的人机显示界面，用户可由控制器的显示界面直接观察到控制器检测到的相关信息。光伏控制器是太阳能光伏系统中的关键部件，其性能的好坏会影响系统的运行。正确理解光伏控制器的工作原理能为设计控制器和光伏系统提供重要的信息。5.1.2控制器的分类及选购注意事项太阳能光伏控制器的种类很多，根据所控制的太阳电池组件的路数可分为单路型控制电路和多路型控制电路。单路型控制电路顾名

　　7、思义就是进行单路太阳能充电的控制，多路型控制电路是进行多路太阳能充电的控制电路。在设计光伏系统时需要对蓄电池的容量进行检测以判断是否应继续充电或放电。目前大部分光伏系统的充放电多采用单路阶梯式充放电控制，或者多路阶梯式充放电控制。其中单路阶梯式充放电控制模式适用于中小功率的负载，大功率负载多采用多路阶梯式充放电控制。单路阶梯式充放电如图5.4所示，此种充放电控制主要是通过控制器实现对蓄电池的充放电控制。控制器在充电过程中不断地对蓄电池的端电压进行监测，当蓄电池的端电压大于某个限定值时，就视为已充满，停止太阳电池向蓄电池充电。由于这种电路结构简单，价格低廉，目前应用最为广泛。多路阶梯式充放电控制

　　8、器原理如图5.5所示，其工作过程为，当蓄电池充满电时，控制电路将控制电子开关从电子开关1至电子开关N顺序断开相应太阳电池组件。当第路组件断开后，控制电路检测蓄电池电压是否低于设定值，若低于设定值，则控制电路等待；等到蓄电池电压再次充到设定值，再断开第二路太阳电池组件，类似第一路组件。相反的，蓄电池电压低于恢复点电压时，执行相反过程，顺序接通被断开的太阳电池组件，直至阳光非常微弱时全部接通。图中电子开关2为放电断路开关，当蓄电池容量低于设定的过放参数时，可以断开电子开关2来断开负载，以保证蓄电池不至于过放。蓄电池的电压受很多因素的影响，如，温度、湿度等，特别是在充电过程中，蓄电池的端电压并不能很

　　9、好地反映其容量。阶梯式充放电控制中蓄电池都与太阳电池直接相连，其端电压受太阳电池端电压制约，V0并不能准确的反映蓄电池的容量。这突出表现为当系统所处温度较高时，由于太阳电池板和蓄电池的端电压均受温度影响严重，太阳电池板端电压随温度升高而降低，而蓄电池端电压则刚好相反，容易出现蓄电池容量未满却巳不能充入的现象（常称之为“虚满”）。这在很大程度上影响了蓄电池容量检测的准确性，进而阻碍了整个系统的正常工作，造成能源的极大浪费。阶梯式充放电模式不能实现涓流充电，造成了能源的极大浪费，使得本来效率就不高的光伏系统性价比更低。这些问题可以通过相对高端智能型的太阳能光伏充放电控制器来改进效率。太阳能光伏控制

　　10、器根据控制电路的复杂程度不同，又可分为简易型控制器和智能型控制器。简易型控制器如最简单的就是太阳能路灯或草坪灯控制器，其电路非常简单。图5.6为一款太阳能草坪灯电路图。如图所示，该电路图中无任何集成电路器件，全部用分立元件构成，但可以良好地控制太阳能草坪灯。其中BT1为太阳电池组件，R4光敏电阻，当夜晚或无光照时呈现高阻特性，使VQ4通，从而使草坪灯发光。通过简单的分立元件电路可实现草坪灯自动控制的功能。智能型光伏控制器可以根据光伏系统的实际需要来选择智能化程度。目前市面上生产光伏控制器的公司比较多，如南京格海、合肥阳光、SokiOne等生产的控制器。其中性能较好的有PHOCOS公司生产的PL

　　11、系列光伏控制器，其性能良好，智能化程度较高。图5.7所示为其原理框图：由图可见，其不但包括相关保护电路，还配备液晶显示、串行数据接口等丰富外围接口。光伏控制器按电路方式的不同还可分旁路型、串联型、外观调制型等，在此不一一加以介绍。目前市场上太阳能光伏控制器的种类繁多，其厂家生产的控制器接口及其内部电路结构各不相同，所以在光伏系统设计时应根据系统设计的需求选择相应的控制器。当设计规格难以满足时，用户也可以自行根据要求设计光伏控制器。太阳能光伏控制器的一个重要作用是充放电调节。各类光伏控制器的功能各不相同，但一般光伏控制器应具有以下基本功能。1. 防止蓄电池过充2. 防止蓄电池过放3提供负载控制的

　　12、功能4. 光伏控制器工作状态信息显示5. 防雷功能6. 防反接功能这些功能在一般的光伏系统中都要用到，光伏控制器设计吋应必须考虑到这些功能，设计时还可根据需求设计带有数据传输接口或是信息化显示或联网控制等功能。国家为了规范光伏控制器市场，在国标中规定了控制器的相关技术参数如下：1. 充满断开（HVD）和恢复功能：当蓄电池充满时，要求控制器具有输入充满断开和恢复接通的功能。标准设计的蓄电池值为：12V；则充满断开和恢复连接电压参考值：启动型铅酸电池充满断开为：15.0V15.2V；恢复连接为：13.7V。固定型铅酸电池充满断开为：14.8V15.0V；恢复连接为：13.7V。密封型铅酸电池充满断

　　13、开为：14.1V14.5V；恢复连接为：13.2V。2. 温度补偿：实际考虑光伏发电系统环境及蓄电池的工作温度特性，由于蓄电池在充电过程中，再化合反应产生大量热不易散出，就会导致电池温升过高，电解液干涸，造成电池的热失控。所以光伏控制器应具备温度补偿功能，温度补偿功能主要是在不同的工作环境温度下，对蓄电池设置更为合理的充电电压，防止过充电或欠充电状态而造成电池充放电容量过早下降甚至过早报废。标准规定了温度系数在-37mV/。3. 空载损耗（静态电流）光伏控制器生产后其内阻为定值为了降低控制器的损耗，提髙光伏电源的转换效率，控制器的静态电流应尽量低。所以标准中规定了控制器最大自身耗电不应超过其额

　　14、定充电电流的1%。4. 充、放电回路电压降为了降低控制器的损耗，还应对控制器充电或放电的电压降提出要求。在标准中规定了控制器充电或放电的电压降不应超过系统额定电压的5%。对选购控制器的相关技术要求，可用相应方法对参数进行检测。在对控制器充满断开和恢复功能进行检测中，对开关型控制器和脉冲调制型控制器的检测方法有所区别，因为脉冲调制型开关控制器在充电回路中没有特定的恢复点。开关型控制器检测方法如图5.8所示，用直流稳压电压接到蓄电池接线端，用来模拟蓄电池电压。调整稳压电源电压到充满点电压时，控制器应能断开充电回路；当降低直流稳压电源电压到恢复点电压时，控制器又能自动接通充电回路，说明控制器充满断开

　　15、和恢复功能无故障。脉宽调制型控制器检测方法如图5.9所示，用直流电源代替太阳电池方阵经过控制器给蓄电池充电，当蓄电池电压向充满点电压变化时，充电电流应慢慢变小直至最后接近为零（此时蓄电池电压达到充满值）。当蓄电池放电后电压由充满点下降时，充电电流应逐渐增大。对温度补偿测试相对较为简单，只需将温度传感器放入恒温箱内，充满断开点随温度的变化而改变，将其变化规律作出一条曲线，该曲线的斜率应符合温度系统每节电池-37mV/的要求。欠压断开和恢复功能测试如图5.10所示，将直流稳压电源接到控制器中蓄电池的输入端，模拟蓄电池的端电压。将可变电阻接到负载端来模拟用电负载。将放电回路的电流调到额定值，然后将直

　　16、流电源的电压调至欠压断开电压点，控制器应能自动断开负载； 将电压回调至恢复点，控制器应能再次接通负载。如果是带欠压锁定功能的控制器，当直流输入电压达到欠压恢复点之上。控制器复位后应能接通负载。空载损耗的测试方法为断开太阳能输入和负载输出，并将直流电源接在控制器的蓄电池接线端，当发光二极管不工作时，测量控制器的输入电流，其值应不大于额定充电电流的1%左右。调节控制器充电回路电流至额定值，测量控制器充电回路的电压降，其电压值应不超过系统额定电压的5%。同理调节放电回路电流至额定值，测量控制器中放电回路的电压降，其值不超过系统电压的5%。5.2 逆变器在太阳能光伏发电系统中，由于太阳电池在阳光照射下

　　17、产生的是直流电源，虽然目前在独立光伏系统中对部分直流负载可以直接使用，然而以直流形式直接供电的形式存在很大的局限性，家庭使用和工业使用的绝大部分电器都属于交流设备，如电灯、电视机、电风扇、空调以及各类电力动力装置等。在光伏系统中要使用这些交流负载，就必须先在负载前加入将直流电(DC，direct current)转变成交流电（AC，alternating current）的电力变换装置。在电力电子中，将交流转成直流的装置称为整流装置，而将直流电转变成交流电的变流装置是整流的逆向过程，故将其称之为逆变器。光伏并网发电不需要使用蓄电池，且其维护相对较为简单，成本也远小于独立光伏系统，以后将要成为太

　　18、阳能光伏发电的主要形式，而逆变器在光伏并网发电系统是必不可少的部件，逆变器在光伏发电市场中将会发挥越来越重要的作用。对光伏发电系统不管是离网光伏系统和并网系统都可能会使用逆变器，如图5.11为并网光伏电系统中逆变器应用示意图，图5.12为离网光伏发电系统中逆变器示意图。逆变器在电力电子技术中发展已较为成熟。逆变器早在20世纪40年代就由美国西屋电气公司研制出第一台逆变器，至今已有60余年历史了，逆变器的电路也逐渐由晶闸管、电力晶体管、场效应管等分立元件发展到8位微处理器、16位单片机以及到今天的32 位DSP器件，使得先进的控制技术如矢量控制技术、多电平变换技术、重复控制、模糊逻辑控制等技术在

　　19、逆变领域得到了较好的应用。一般认为逆变技术的发展分为两个阶段： 即传统发展阶段和髙频化技术发展阶段。传统化发展阶段为19561980年期间，开关器件以低速器件为主，逆变器的开关效率较低、波形改善以多重叠加法为主、体积较大、重量较高，此时正弦波逆变器开始出现；高频化技术发展阶段为1980年发展到现在，逆变器中开关器件主要为高速器件为主、逆变器开关频率较高、波形改善以PWM为主、体积重量向小型化发展；发展到现在逆变效率一般都比较高，正弦波逆变技术日益完善。以后逆变技术正向着高频率、大功率、高效率、体积小、重量轻的方向发展。逆变器有着广泛的用途，它可用于各类交通工具，如汽车、各类舰船以及飞行器，在太

　　20、阳能及风能发电领域，逆变器有着不可替代的作用。5.2.1逆变器的工作原理逆变器在电力电子技术中发展较为成熟，随着近年来电子技术的发展，其电路结构也发生了很大的变化。逆变器根据不同分类可分为多种形式的逆变器,不同种类的逆变器具体的工作原理各不相同，但其基本的工作过程是相同的。都是使用具有开关特性的功率器件，通过一定的逻辑开关控制，由主控电路周期性地对功率器件不断地发出开关控制信号，从而使直流电源变成交变信号，再经过变压器耦合升(或降)压、整形得到所需要的交流电源。如图5.13是DCAC逆变电路，下面就以此来说明逆变器工作过程。如图所示，E为输入直流电压，R为逆变器所接纯电阻性负载，K1、K2、K

　　21、3、K4为电子开关。当开关K1、K3接通而K2、K4断开时，电流流经Kl、R和K3，负载上的电压极性为左边为正，右边为负。同样的，当K2和K4接通，而K1和K3断开时，电流流经K2、R和K4，负载上的电压极性为左负右正。若两组开关K1、K3和K2、K4以一定频率f交替变换通断时，在负载上便得到一定交变频率的交流电压,其电压波形图如5.13图中b 所示。因为图中逆变时只是开关信号而没有对其波形进行修正，所以逆变以后的波形为矩形波。在实际使用过程中，逆变器还需加上其他附属电路来进行波形修正和升压。图中开关K1、K2、K3、K4是形式上的电子开关，可以是半导体电子开关，如功率晶体管、场效应管等，也可

　　22、以是机械开关。图5.13(a)所示只是逆变器的逆变原理示意图，在实际逆变器电路中一般还需加入其他电路来构成完整的逆变器电路。如图5.14所示为一款较为简单的逆变器电子线充当电子开关，用来切断和接通，使其产生交变频率的电压，BG5和DW为简单的稳压电路，通过BG6和BG7再通过变压器B来升压成所需的220V交流电压。5.14图所示只是一款较为简单的逆变器电路图，目前大部分使用的逆变器中一般都会使用微处理器来实行对逆变器的智能化控制，且会加上良好的人机交互界面便于使用。在现代电力电子技术中，逆变器一般除了逆变电路和控制电路以外，一般备有保护电路、辅助电路

　　23、、输入电路和输出电路，以此构成一个完整的逆变器，完整的逆变器模型图如图5.15所示：逆变主电路一般输入的是直流电压，因为光伏发电系统是由太阳电池方阵产生的直流电，所以在输入电路中应当包含相关的滤波电路和EM1电路等。输出电路一般也包含输出滤波和EM电路，以减小逆变电路产生的波纹对负载产生的影响。控制电路的作用是产生一系统控制脉冲来控制功率开关管的导通和关断，和逆变电路一起来完成逆变功能。原理图中辅助电路的功能是将逆变器输入电压转换成控制电路所需的直流工作电压，一般是一个或几个DC-DC转换电路。保护电路主要包括输入（输出）输出过压和欠压保护、过载保护、过流和短路保护电路以及过热保护等。此外，逆

　　24、变器原理框图中最重要的就是逆变主电路。逆变主电路是由逆变功率开关等器件组成的转换电路，一般分为隔离式和非隔离式两大类。整个这几大部分构成一个完整的逆变器电路，实际电路将是由各种电子元件组成，如逆变主电路一般由功率开关器件组成，控制电路一般由微处理器或DSP器件组成，以实现智能化控制逆变器。在光伏系统逆变器电路中，主电路的拓扑结构多数采用的是三级电路结构，DC -AC-DC-AC，除此之外,还可使用单级结构即DC-AC或两级结构DC-DC-AC。目前市面上商用的正弦波逆变器电路较多是DC- AC- DC- AC的三级电路结构，其工作原理是首先将太阳电池方阵的直流低压(如常用的12V、24V、48

　　25、V或更髙)通过高频逆变为波形为方波的交流电，通过升压变压器整流滤波后变为大于110V以上的高压直流电，然后经过第三级DC-AC逆变为系统所需的220V或380V的工频交流电，采用这种逆变结构可得到较高的逆变效率。5.2.2逆变器的分类逆变器的分类方法很多，可以根据额定功率大小分类，也可以根据其输出波形或其他分类进行分类：2.按逆变器额定功率分类，可以分为小型逆变器(额定功率小于500W)、中型逆变器 （额定功率大于lkW，小于10kW）、大型逆变器（额定功率大于10kW，小于l00kW）和超大型逆变器（额定功率大于l00kw）。2.按逆变器输出波形分类，可以分为方波输出逆变器（其交流电压输出波

　　26、形为方波）、阶梯波输出逆变器（其交流输出电压波形为阶梯形）、正弦波输出逆变器（其交流电压输出波形为正弦波）等。3.按逆变器相数分类，可以分为单相逆变器、三相逆变器以及多相逆变器等。4.按逆变器输出交流电的频率分类，可以分为工频逆变器（频率为50Hz60Hz）、中频逆变器（交流电频率为几百Hz至10kHz）和高频逆变器（10kHz至MHz）。5.按逆变器稳定输出参数分类，可以分为电压型逆变器和电流型逆变器。6.按逆变器主电路结构分类，可以分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变器。7.按逆变技术控制方式分类，可以分为调频式（PFM）逆变器和脉宽调制（PWM）逆变器。8.按太阳能光伏发电系统供电方式

　　27、不同，可以分为离网型逆变器和并网型逆变器。9.按照逆变器中主要开关器件类型分类，可以分为晶闸管或可控硅SCR逆变器、大功率晶体管逆变器（GTR）、大功率晶闸管逆变器（GTO）、场效应管逆变器（VMOSFET）、绝缘门极双晶体管（IGBT）等。5.2.3逆变器重要技术指标为了对逆变器性能有一个较好的理解，必须熟悉逆变器的几个关键技术指标。逆变器的重要指标有：1.逆变效率逆变效率是恒量逆变器性能的一个重要参数，逆变效率值用来表征其自身损耗功率的大小，通常以来表示。逆变器中逆变效率直接关系到系统效率，如果逆变器逆变效率过低，将严重导致系统效率下降。在太阳能光伏发电系统中，太阳电池方阵的转换效率目前一

　　28、般不超过18%,且太阳电池的成本较高，如果想提高2%3%转換效率非常困难，但提高逆变器逆变效率3%5%却是完全可能的。逆变器效率的髙低是逆变器性能好坏的一个重要标准，对光伏发电系统提高发电量和降低发电成本有着重要影响。2.额定输出容量额定输出容量是用来表征逆变器向负载供电的能力。额定输出容量值高，则逆变器带负载能力越强。额定输出容量值只是针对纯电阻性负载的一个参考，如果逆变器所带的负载不为纯阻性时，逆变器带负载能力将小于给出的额定输出容量值。3.输出电压稳定度输出电压稳定度是指逆变器输出电压的稳定能力。逆变器中一般会给出输入直流电压在允许波动范围内逆变器输出电压的偏差(通常称为电压调整率），高

　　29、性能的逆变器般还会给出负载0%变化100%时，逆变器输出电压的电压偏差（通常称为负载调整率）。标称电压通常指的是开路输出电压.也就是不接任何负载，没有电流输出的电压值。独立太阳能光伏系统中，蓄电池端电压在充放电时电压波动很大，铅酸蓄电池电压波动可达标称电压30%左右，所以逆变器要有良好的输出电压稳定度，才能保证系统在较大直流输入范围内工作。4.可靠性太阳能光伏发电系统运行中，逆变器可靠性是影响系统可靠性的主要因素之一。因为光伏发电系统一般工作在比较偏远的艰苦地方，维护不方便，逆变器必须是可靠的。其可靠性要求逆变器具有良好的保护功能，包括逆变器中的过流保护和短路保护功能。在光伏发电系统正常运行时

　　30、，由于负载故障、人为误操怍和外界干扰等原因，引起供电系统电流过大或短路等情况是极有可能发生的，要提高可靠性，必须要求逆变器要有相关的保护功能。5.启动性能启动性能是指逆变器带负载启动的能力和动态工作的性能。逆变器在额定负载下应能保证其正常启动。一般电阻性负载工作时，逆变器启动性能较好。但如果是电感性负载，如电动机、冰箱、空调或大功率水泵启动时，功率可能是额定功率的几倍以上。通常感性负载启动时，逆变器将承受较大的浪涌功率。故逆变器的启动性能要求在感性或其他负载启动时,逆变器内部器件能承受多次满负荷启动而不致使功率器件损坏。6.谐波失真度当逆变器输出电压波形为正弦波时或修正波时，除了基波外还含有谐

　　31、波分量，通常将谐波分量在输出电压总波形中的比例称为谐波失真度。高次谐波电流会在电感性负载上产生涡流，导致器件严重发热，严重的会损坏电气设备。一般逆变器会注明其谐波失真度。方波逆变器的谐波失线%，一般只适合于纯阻性负载；修正波逆变器的谐波失线%左右,适合于大部分负载；而正弦波逆变器的谐波失真较小，能适用于所有的交流用电负载。5.2.4逆变器选型注意事项逆变器是太阳能光伏发电系统中的关键部件，所以对逆变器有较高的要求，在选用逆变器时应要注意其技术规格是否满足系统设计的要求。首先要确定几个基本参数：逆变器输入直流电压范围，一般太阳能光伏发电系统中用直流12V、24V、48V或110V

　　32、电压；额定输出电压，是市电系统的220V或三相380V电压；输出电压波形，是方波输出、阶梯波输出或正弦波电压。在选购逆变器进行光伏系统设计时，要注意以下几点：1.要选用较高效率的逆变器。如选用大功率逆变器，确保其在满载工作时，效率必须达到90%或95%或更大；中小型功率的逆变器满负荷工作时也要确保逆变器效率在 85%或90%以上。逆变器效率的高低将直接影响到光伏发电系统的设计成本与效率。2.选用的逆变器要有较宽的直流电压输人范围。光伏发电系统中，太阳电池方阵的端电压是根据日照情况而变化的，虽然蓄电池对太阳电池方阵电压具有钳位作用，但是由于蓄电池在使用过程中其端电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而

　　33、变化，尤其当蓄电池老化时其端电压变化较大：如标称电压为12V蓄电池，其端电压在使用过程中可以在 11V17V范围内变化。为了保证逆变器交流输出电压稳定，逆变器必须能在较大直流电压输入范围内正常工作，从而保证光伏系统的稳定。3.光伏系统所选用的逆变器要有足够的额定输出容量和过载能力。在系统中，选用逆变器首先要保证逆变器要有足够的输出容量，如果容量不够，那么系统无法驱动负载设备，将导致系统无法正常工作。对逆变器负载为单个设备时，如某些只供单个设备使用的独立光伏系统，其额定容量的选取比较简单；但对多个负载设备同时工作或大型的并网光伏发电系统，对逆变器的选取还应考虑其负载类型以及设备用电的其他因素，从

　　34、而来确定逆变器的额定输出能量。对感性负载还应注意要选取过载能力较强的逆变器。4.对大中型光伏发电系统，要求逆变器输出失真度较小的正弦波。几乎所有的交流负载设备在正弦波输出下都能较好地工作，如果大中型光伏系统采用方波输出，方波中较多的谐波分量将产生较多的损耗，从而影响系统效率。5.对并网运行的光伏发电系统，因为太阳电池方阵通过逆变器向公用电网输送电能，太阳电池方阵功率和具体的日照条件共同决定了逆变器输送给公用电网的电力。所以对并网运行的光伏发电系统所选用的逆变器，除具有DC转AC功能外，还必须具有太阳电池方阵最大功率跟踪功能，即在日照和温度等条件变化的情况下，逆变器能自动调节，实现太阳电池方阵的

　　35、最佳运行。6.其他综合因素考虑。在选择逆变器时，还应综合考虑逆变器的保护功能、可维护性等。选购的逆变器如果选用模块化设计的逆变器，维护时可以直接更换损坏模块，从而保证系统的正常运行。选用逆变器时，应注意所选用的逆变器应有基本的保护功能，如过流保护、短路保护、防接反保护等功能。光伏系统设计过程中，应仔细选用适合于性能设计的逆变器。在大中型光伏发电系统的设计中，可能需要用到多个逆变器，当多个逆变器工作时，还需要考虑主次逆变器的接法，逆变器相关数据采集接口是否能采集到数据，以实现系统的自动化监控等信息。逆变器的选择因素是多方面的，要根据实际要求做出正确的选择，从而保证系统高效稳定运行。【思考题】5-1请简述太阳能光伏控制器的工作原理。5-2在选购控制器的过程中应注意哪些事项？5-3控制器的主要技术参数有哪些？请分别加以说明。5-4请简述逆变器的工作原理。5-5逆变器的技术指标有哪些？5-6选购逆变器的主要参考是什么？请解释。

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