一、概述：

逆变器是将直流电转变成定频定压或调频调压的交流电的转换器。

整流器是将电网的交流电压转变为稳定的直流电的转换器。

光伏逆变器（PV inverter或solar inverter）是将太阳能光伏板产生的直流电转换为与市电一致的交流电的逆变器。逆变后的交流电可以输入市电电网系统，也可供离网的电网使用。

光伏逆变器是光伏发电系统中重要的设备之一，不仅具有直交流变换功能，还具有最大限度地发挥太阳能电池性能的功能和系统故障保护功能。归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防孤岛功能（并网系统用）、低电压穿越功能（并网系统用）、直流检测功能（并网系统用）、直流接地检测功能（并网系统用）。

发电系统对逆变器的要求：

1）合理的电路结构，严格的元器件筛选，具备各种保护功能；

2）较宽的直流输入电压适应范围；

3）较少的电能变换中间环节，以节约成本、提高效率；

4）高的转换效率；

5）高可靠性，无人值守和维护；

6）输出电压、电流满足电能质量要求，谐波含量小功率因数高；

7）具有一定的过载能力。

二、光伏逆变器分类：

1、按宏观可分为：

普通型逆变器

逆变/控制一体机

邮电通信专用逆变器

航天、军队专用逆变器

2、按输出交流电的频率分

工频逆变器，频率为50-60Hz的逆变器

中频逆变器，频率一般为400Hz至十几kHz的逆变器

高频逆变器，频率一般为十几kHz至MHz的逆变器

3、按输出的相数分：

单相逆变器

三相逆变器

多相逆变器

4、按照输出电能的去向分：

有源逆变器

无源逆变器

5、按主电路的形式分：

单端式逆变器

推挽式逆变器

半桥式逆变器

全桥式逆变器

6、按主开关器件的类型分：

晶闸管逆变器

晶体管逆变器

场效应逆变器

绝缘栅双极晶体管（IGBT）逆变器

7、按直流电源分：

电压源型逆变器（VSI）

电流源型逆变器（CSI）

8、按控制方式分：

调频式（PFM）逆变器

调脉宽式（PWM）逆变器

9、按输出电压或电流的波形分：

方波逆变器

阶梯波逆变器

正弦波逆变器

10、按隔离方式分：

独立光伏系统逆变器

并网光伏系统逆变器

三、光伏逆变器的电路结构及原理图：

逆变器的基本电路构成由输入电路、输出电路、主逆变开关电路、控制电路、辅助电路、保护电路。

1）   输入电路：为主逆变电路提供可确保其正常工作的直流工作电压。

2）      主逆变电路：是逆变装置的核心，该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。分隔离式和非隔离式。

3）     输出电路：对主逆变电路输出的交流电波形、频率、电压、电流的幅值和相位等进行修正、补偿、调理。

4）     控制电路：为主逆变电路提供一系列的控制脉冲来控制逆变开关器件的导通与关断，配合主逆变电路完成逆变功能。

5）     辅助电路：将输入电压变换成适合控制电路工作的直流电压。它包含各自检测电路。

6）     保护电路：主要有输入过欠压保护，输出过欠压保护，过流保护，短路保护，孤岛保护等。

逆变器将直流电转变为交流电的转换过程示意图：（半导体功率开关器件在控制电路的作用下以1/100s的速度开关，将直流切断。）

三相并网型逆变器的电路原理：（一般是电流源型逆变器）

如上图，电路分为主电路和微处理器电路两个部分，主电路主要完成DC-DC-AC的变换和逆变器过程，微处理电路主要完成系统并网的控制过程。系统并网控制的目的是使逆变器输出的交流电压值、波形、相位等维持在规定的范围内，因此微处理器控制电路主要完成电压、相位实时监测，电流相位反馈控制，光伏方阵最大功率跟踪以及实时正弦波脉宽调制信号发生等内容。

四、主要的保护及功能简单介绍：

1、最大功率点跟踪（MPPT,即Maximum PowerPoint Tracking的简称）：对因太阳电池表面温度变化和太阳辐照度变化而产生的输出电压与电流的变化进行跟踪控制，使阵列一直保持在最大功率输出的工作状态，这种为获得最大功率输出的调整行为称为最大功率点跟踪。

2、防孤岛保护功能：当市电停电时，光伏逆变器（或光伏发电系统）没有停止工作或没有脱离电力系统，仍然向电网继续供电，这种运行状态被称为“孤岛效应”。孤岛效应会威胁到电力线路维修人员和设备的安全，造成触电事故，影响电力供电的及时恢复。部分光伏发电系统在市电（电网）停电的情况下是要求与电网系统脱开，但逆变器可以正常运行为一些应急负载和必要负载供电，所以防孤岛保护分为发电系统停止工作和发电系统脱离电力系统两种。

3、低电压穿越能力：指风力发电机或光伏发电系统的端电压（电网电压）降低到一定值的情况下不脱离电网而继续维持运行，甚至还可为系统提供一定无功以帮助系统恢复电压的能力。具有低电压穿越能力的光伏逆变器可躲过保护动作时间，故障切除后恢复正常运行。这可大大减少发电系统在故障时反复并网次数，减少对电网的冲击。

4、功率因数可调：光伏并网逆变器是电流源输出型逆变器的典型应用，在这种系统中，逆变器输出电流直接与电网连接，输出电压完全由电网决定，逆变器只需通过控制其输出电流就可以实现与电网之间的能量交换。有功功率P=U*I*cosθ与无功功率Q=U*I*Sinθ，当电压U确定时，通过控制电流I的幅值及其电压之间的相位角θ就可以控制逆变器送入电网的有功功率与无功功率，实现逆变器输出功率因数的控制。