光伏發電逆變器主電路及無變（biàn）壓器光伏逆變（biàn）器優點

1.光伏發電逆變器主電路

太陽能（néng）電（diàn）池一般是電壓源，因此逆變器的（de）主電路采用電（diàn）壓型（xíng），太陽光發電站用逆變（biàn）器的三種（zhǒng）主（zhǔ）電（diàn）路形式如圖1所示。圖1（a）是采用工頻變壓器主電路形式（shì），采（cǎi）用工頻變壓器使輸入與輸出（chū）隔離，主電路和控製電路（lù）簡（jiǎn）單。為（wéi）了追求（qiú）效率，減少空載損耗，工頻變壓器的工作磁通密度選得比較低，因此重量大，約占逆變器（qì）的總重量的50％左右（yòu），逆變器外形尺寸大，是最早的一種逆變器主電路形式。

圖1（b）是高頻變壓器主電路（lù）形式，采（cǎi）用高頻（pín）變壓器使（shǐ）輸入與輸（shū）出隔離（lí），體積小，重量（liàng）輕。主電路分為高頻逆變和工頻逆變兩部分（fèn），比較複雜。是20世紀90年代比較流行的主電路方（fāng）式（shì）。

圖1（c）是無變壓器主電路形式，不采用變壓器（qì）進（jìn）行輸入與輸出隔離，隻要采取適當措施，同樣可保證（zhèng）主電路和（hé）控製電路運行（háng）的安全性（xìng），體積最（zuì）小，重量最輕（qīng），而且效率高，成本也較低。主電路包（bāo）括（kuò）升壓部分和采用高頻SPWM的逆變部分，比工頻變（biàn）壓器主電路形式要複雜，但是適應輸入直流電壓範（fàn）圍寬，有利於與太陽能電池進行（háng）匹配。盡管由於天氣等因素使太（tài）陽能電池輸出電壓（yā）發生變化，但有了升壓（yā）部分，可以保證逆變部分輸入電壓比較穩定。將成為（wéi）今後主要的主電路流行方式（shì）。

為了使無變（biàn）壓器主電路形式（shì）安全運行，必須采取一定的技術措施：首先要使太陽能電池（chí）對（duì）地電壓保持穩定；其次，為了防止太陽能電池接地造成主電路損壞，應檢測太陽能電池正極和負極的接地電流（通過零相互感器（qì）），如果不平衡電流超過（guò）規（guī）定值，說明太陽能電（diàn）池有可（kě）能接地，接地保護立即動作，切斷主電路（lù）輸出，停止工作。由於無變壓器主電路形式沒有變（biàn）壓（yā）器對輸入與（yǔ）輸出隔離，因此逆變器輸入端的太（tài）陽能電池的正負極不能直接接地，輸出的單相三線製中性點接地，因太陽（yáng）能電池麵積大，對地有等效電容存在（正極等效電容和（hé）負極等效電容）。該等效電電容將在工作（zuò）中出現充（chōng）放電電流（liú），其低（dī）頻部分有可能使供電電路中的漏電開關誤動作而造成停電（diàn），其高頻（pín）部（bù）分將通過配線對其（qí）它用電設備造（zào）成電磁幹擾，而影響其它用電設備正常工作。對這種對地等效電容電流必須在主電路加電感L1與電容C1組成的濾波器（qì）進行抑製，特別是（shì）抑製高頻部分。而工頻部分，可以通過控製逆變器開關方式（shì）來消除（chú）。當然在太陽能電池與主電路之（zhī）間，還應當設置共模濾（lǜ）波器，防止對太陽能電池的電磁幹擾。

2.無變壓器光伏逆變器優點

先進的無（wú）變壓器光伏逆變器技術，以便降低係統的複雜（zá）性並最大限度地提高電力傳輸。確實有必要仔細看看無變壓器光伏逆變器技術是如（rú）何通過影響係統（tǒng）設（shè）計、效（xiào）率和係統平衡(BoS)成本來幫助（zhù）改（gǎi）變（biàn）競爭格局的。

采用可分離的兩極+600和-600VDC電池組（zǔ）數組實現直接轉換這項新技術，無需在（zài）低（dī）壓三相電網上配備變壓器。這種配置不僅提高了發電效率，而且不需要傳統上所要求使用的逆變器變壓器（qì），降低了相關的係統平衡(BoS)成本，還避免了與（yǔ）單極配置有關的不必要的線路衰減。

采用了無（wú）變壓器光伏逆變器技（jì）術的太陽能光伏係統在發（fā）電時，光伏（fú）模塊和負載之間不需要任（rèn）何變壓器。可（kě）將電力從逆變器直接轉換並傳輸到所附負載中。這要歸功於采用雙極±600VDC數組配置。無變壓器光伏逆變器具有以下優點：

1）更（gèng）高的效（xiào）率，由於沒有隔離變壓器，從光伏模塊電源獲得的（de）額外（wài）的1%到（dào）2%能源效率直接進入負載，在功率為500千瓦的時候，這意味著最（zuì）低免費額外提供了5千瓦的輸出。

2）縮（suō）小設備和導線規模及數量，直接轉變成可用的（de）電（diàn）壓，而（ér）不是較（jiào）低（dī）的單極逆變器交流電壓，而交（jiāo）流電（diàn）電流降（jiàng）低（dī）一半以上，從（cóng）而降（jiàng）低了交流電一端的（de）電線成本（běn）。

3）降低材料和安（ān）裝施（shī）工成本，沒有一個變壓器，逆變器的尺（chǐ）寸（cùn）更小，重（chóng）量更輕。無變壓器光伏（fú）逆變器可安裝在商業建築的屋頂上（而不是安裝在地下室），使（shǐ）其直接與五樓的安裝板連接。這樣的設計不僅可以免除昂貴的高達五層樓（lóu）的直流電布線，而且還能縮短交流電電線的長度並降低相關成本。

4）無變壓（yā）器光伏逆（nì）變器技術采用（yòng）大得多的電源優化器（qì）（LineReactor）和較小的三角形濾波電容。這些較小的三（sān）角形濾波電（diàn）容器（qì）也通過一種串聯電阻器進行（háng）緩衝，從而（ér）提（tí）高控製係統的穩定性，並且減少並聯逆變器之（zhī）間的相互作用。帶有一種單一引擎設計的500千瓦逆變器也能減少零部件數量，從而提高整個係統的可靠性。

傳統逆變（biàn）器還通過公用線路自幹擾（如各種VAR發電）來（lái）檢測孤島情況。當與許多（duō）逆變（biàn）器並聯時（shí），這（zhè）種幹擾就會在所有逆變器之間產生VAR拍（pāi）差頻率，所產生的假脫扣將使電場關（guān）閉。多個傳統逆變器及它們的大型三角電容器也（yě）會產生不穩定性並吸收大量諧波電流。

這些問題都可以通過無變壓器光伏逆變器技術來避免。無變壓器光伏逆變器可以被（bèi）並聯到一個中（zhōng）壓變壓器的單獨繞（rào）組上。每組逆變器（qì）僅需要一個獨立、標準（zhǔn）的1000、1500、2000或2500kVAR規格的中壓變壓器。這就為站點配置提供了眾多可能（néng）性（xìng）。由於其電流低（dī）於傳統逆變器（qì）的（de）電（diàn）流，因此安置逆變器和變壓器的方式還有（yǒu）更多靈活選擇。

無變壓器逆變器的尺寸約為傳統逆變器的一半，可直接轉換成更高的電壓，這就減少了所需占地麵積、運輸和起重設備成本（běn）（加上遞增（zēng）的設備墊板或公用機箱（xiāng）建造成本）以（yǐ）及連（lián）接繞組的大小和（hé）數量。此外，一個連接到無變壓器光伏逆變器的標準配電板可以在無需單獨變壓器的情況（kuàng）下向追蹤器供電。由於變壓器減少，係統中的電抗組件隨之減少，從而實現最穩定的運行狀態（tài）。此外，每個逆變器均通過以太（tài）網進行自動和獨立尋址，從而消除（chú）了一切幹擾問題。

此外，完全被動（dòng）的反孤島技術（anti-islandingtechnique）不會幹擾帶VAR偏（piān）差的公用電壓，也不會在路線（xiàn）上設置（zhì）其它（tā）瞬態（tài），因此能夠實現高效、順暢、穩定的電（diàn）源，這（zhè）一起都為了相對（duì）削（xuē）減安裝成本。