光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的分類及其結(jié)構(gòu)資料

1、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由光伏電池方陣并網(wǎng)逆變器組成，不經(jīng)過(guò)蓄電池儲(chǔ)能， 通過(guò)并網(wǎng)逆變器直接將電能輸入公共電網(wǎng)。并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)相比離網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)省掉了蓄電池儲(chǔ)能和釋放的過(guò)程， 減少了其中的能量消耗， 節(jié)約了占地空間，還降低了配置成本。值得申明的是，并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)很大一部分用于政府電網(wǎng)和發(fā)達(dá)國(guó)家節(jié)能的案件中。并網(wǎng)太陽(yáng)能發(fā)電是太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展方向，是 21 世紀(jì)極具潛力的能源利用技術(shù)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是國(guó)家級(jí)電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。但這種電站投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、占地面積大，因而沒(méi)有

2、太大發(fā)展。 而分散式小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，特別是光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點(diǎn)，是并網(wǎng)光伏發(fā)電的主流。概述太陽(yáng)能發(fā)電是傳統(tǒng)發(fā)電的有益補(bǔ)充，鑒于其對(duì)環(huán)保與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性， 各發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)不全力推動(dòng)太陽(yáng)能發(fā)電工作， 如今中小規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電已形成了產(chǎn)業(yè)。 太陽(yáng)能發(fā)電有光伏發(fā)電和太陽(yáng)能熱發(fā)電 2 種方式，其中光伏發(fā)電具有維護(hù)簡(jiǎn)單、功率可大可小等突出優(yōu)點(diǎn)，作為中、小型并網(wǎng)電源得到較廣泛應(yīng)用。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)比離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)投資減少25 %。將光伏發(fā)1電系統(tǒng)以微網(wǎng)的形式接入到大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，與大電網(wǎng)互為支撐，是提高光伏發(fā)電規(guī)模的重要技術(shù)出路，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

3、的運(yùn)行也是今后技術(shù)發(fā)展的主要方向，通過(guò)并網(wǎng)能夠擴(kuò)張?zhí)?yáng)能使用的范圍和靈活性。特點(diǎn)及必要條件在微網(wǎng)中運(yùn)行，通過(guò)中低壓配電網(wǎng)接入互聯(lián)特/ 超高壓大電網(wǎng)，是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要特點(diǎn)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本必要條件是， 逆變器輸出之正弦波電流的頻率和相位與電網(wǎng)電壓的頻率和相位相同。分類1、有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)發(fā)出的電能充裕時(shí)，可將剩余電能饋入公共電網(wǎng)，向電網(wǎng)供太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安裝圖片(2 張)電（賣(mài)電）；當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)提供的電力不足時(shí)，由電能向負(fù)載供電（買(mǎi)電）。由于向電網(wǎng)供電時(shí)與電網(wǎng)供電的方向相反，所以稱為有逆流光伏發(fā)電系統(tǒng)。22、無(wú)逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)

4、無(wú)逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)即使發(fā)電充裕也不向公共電網(wǎng)供電，但當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)供電不足時(shí)，則由公共電網(wǎng)向負(fù)載供電。3、切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)所謂切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)際上是具有自動(dòng)運(yùn)行雙向切換的功能。 一是當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)因多云、 陰雨天及自身故障等導(dǎo)致發(fā)電量不足時(shí)， 切換器能自動(dòng)切換到電網(wǎng)供電一側(cè)， 由電網(wǎng)向負(fù)載供電； 二是當(dāng)電網(wǎng)因?yàn)槟撤N原因突然停電時(shí)， 光伏系統(tǒng)可以自動(dòng)切換使電網(wǎng)與光伏系統(tǒng)分離， 成為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)。有些切換型光伏發(fā)電系統(tǒng)， 還可以在需要時(shí)斷開(kāi)為一般負(fù)載的供電， 接通對(duì)應(yīng)急負(fù)載的供電。 一般切換型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)都帶有儲(chǔ)能裝置。4、有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏

5、發(fā)電系統(tǒng)有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：就是在上述幾類光伏發(fā)電系統(tǒng)中根據(jù)需要配置儲(chǔ)能裝置。帶有儲(chǔ)能裝置的光伏系統(tǒng)主動(dòng)性較強(qiáng)，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)停電、限電及故障時(shí)，可獨(dú)立運(yùn)行，正常向負(fù)載供電。因此帶有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可以作為緊急通信電源、醫(yī)療設(shè)備、加油站、避難場(chǎng)所指示及照明等重要或應(yīng)急負(fù)載的供電系統(tǒng)。3系統(tǒng)組成及功能太陽(yáng)能板太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，太陽(yáng)能電池板的作用是將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化為電能后，輸出直流電存入蓄電池中。太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部件之一，其轉(zhuǎn)換率和使用壽命是決定太陽(yáng)電池是否具有使用價(jià)值的重要因素。組件設(shè)計(jì)：按國(guó)際電工委員會(huì)IEC：1215：1993 標(biāo)

6、準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用 36 片或 72 片多晶硅太陽(yáng)能電池進(jìn)行串聯(lián)以形成12V 和24V 各種類型的組件。該組件可用于各種戶用光伏系統(tǒng)、獨(dú)立光伏電站和并網(wǎng)光伏電站等。原材料特點(diǎn)：電池片：采用高效率（16.5%以上）的單晶硅太陽(yáng)能片封裝，保證太陽(yáng)能電池板發(fā)電功率充足。玻璃： 采用低鐵鋼化絨面玻璃 ( 又稱為白玻璃 ) ， 厚度 3.2mm,在太陽(yáng)電池光譜響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(320-1100nm) 透光率達(dá) 91%以上，對(duì)于大于1200 nm 的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時(shí)能耐太陽(yáng)紫外光線的輻射，透光率不下降。EVA：采用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為0.78mm的優(yōu)質(zhì) EVA膜層作為太

7、陽(yáng)電池的密封劑和與玻璃、 TPT之間的連接劑。具有較高的透光率和抗老化能力。 TPT：太陽(yáng)電池的背面覆蓋物氟塑料膜為白色，對(duì)陽(yáng)光起反射作用， 因此對(duì)組件的效率略有提高，并因其具有較高的紅外發(fā)射率，還可降低組件的工作溫度，也有利于提高組件的效率。當(dāng)然，此氟塑料膜首先具有太陽(yáng)電池封裝材料所要求的耐老化、4耐腐蝕、不透氣等基本要求。邊框：所采用的鋁合金邊框具有高強(qiáng)度，抗機(jī)械沖擊能力強(qiáng)。 也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。逆變器太陽(yáng)能的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要

8、將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。交流配電柜其在電站系統(tǒng)的主要作用是對(duì)備用逆變器的切換功能，保證系統(tǒng)的正常供電，同時(shí)還有對(duì)線路電能的計(jì)量。形式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有2種形式：集中式并網(wǎng)和分散式并網(wǎng)。集中式并網(wǎng)：特點(diǎn)是所發(fā)電能被直接輸送到大電網(wǎng)，由大電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電， 與大電網(wǎng)之間的電力交換是單向的。 適于大型光伏電站并網(wǎng)， 通常離負(fù)荷點(diǎn)比較遠(yuǎn)， 荒漠光伏電站采用這種方式并網(wǎng)。分散式并網(wǎng)：又稱為分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)，特點(diǎn)是所發(fā)出的電能直接分配到用電負(fù)載上， 多余或者不足的電力通過(guò)聯(lián)結(jié)大電網(wǎng)來(lái)調(diào)節(jié)， 與大電網(wǎng)之間的電力交換可能是雙向的。 適于小規(guī)模5光伏

9、發(fā)電系統(tǒng)， 通常城區(qū)光伏發(fā)電系統(tǒng)采用這種方式，特別是于建筑結(jié)合的光伏系統(tǒng)。可調(diào)度式與不可調(diào)度式目前常見(jiàn)的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)， 根據(jù)其系統(tǒng)功能可以分為兩類：一種為不含蓄電池的“不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)”；另一種為系統(tǒng)包括蓄電池組作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的 “可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)”。兩者的系統(tǒng)配置示意圖如圖 1 和圖 2 所示 ?？烧{(diào)度式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)設(shè)置有儲(chǔ)能裝置， 兼有不間斷電源和有源濾波的功能，而且有益于電網(wǎng)調(diào)峰。但是，其儲(chǔ)能環(huán)節(jié)通常存在壽命短、造價(jià)高、體積笨重以及集成度低的缺點(diǎn)，因此，目前這種形式的應(yīng)用較少?？烧{(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與不可調(diào)度式相比， 最大的不同是系統(tǒng)中配有儲(chǔ)能環(huán)節(jié)， 通常采用鉛酸蓄

10、電池組， 其容量可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配置。 在功能上，可調(diào)度式系統(tǒng)有一定擴(kuò)展和提高，主要包括：（1）系統(tǒng)控制器中除了并網(wǎng)逆變器部分外，還包括蓄電池充放電控制器，根據(jù)系統(tǒng)功能要求進(jìn)行蓄電池組能量管理。（2）在交流電網(wǎng)斷電時(shí)，可調(diào)度式系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不間斷電源（ Uninterruptible Power Supply，UPS）的功能，為本地重要交流負(fù)載供電。（3）較大容量的可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還可以根據(jù)運(yùn)行需要控制并網(wǎng)輸出功率，實(shí)現(xiàn)一定的電網(wǎng)調(diào)峰功能。6圖.1不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)配置示意圖圖.2 調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)配置示意圖雖然在功能上優(yōu)于不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)， 但由于增加了儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，

11、 可調(diào)度式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)存在著明顯的缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)是目前限制可調(diào)度式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的主要原因，包括：（1）增加蓄電池組導(dǎo)致系統(tǒng)成本增加。（2） 蓄電池的壽命較短，遠(yuǎn)低于系統(tǒng)其他部件壽命：目前免維護(hù)鉛酸蓄電池在合理使用下壽命通常為3到 5年，而光伏陣列一般可以穩(wěn)定工作20年以上。（3）廢棄的鉛酸蓄電池必須進(jìn)行回收處理，否則將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。7二集中式發(fā)電與分布式發(fā)電根據(jù)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模和集中程度， 可以將其分為集中式發(fā)電系統(tǒng)和分布式發(fā)電系統(tǒng)。 集中式發(fā)電系統(tǒng)可以看作一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電站， 其峰值功率可以達(dá)到上兆瓦， 輸出電壓等級(jí)也較高，可以直接連入中壓或高壓輸電網(wǎng)。 例如上世紀(jì) 90

12、年代在西班牙托萊多建成的兆瓦級(jí)太陽(yáng)能電站， 以及 1999 年在德國(guó)慕尼黑建成的與建筑集成的兆瓦級(jí)太陽(yáng)能電站。 截止 2005 年，世界上最大的太陽(yáng)能電站是安裝在德國(guó) Espenhain 的太陽(yáng)能電站，裝機(jī)容量 5.5MWP，由約 33,500 個(gè)太陽(yáng)能電池組件組成， 于 2004 年 9 月開(kāi)始正式運(yùn)行。圖 .3 位于德國(guó) Espenhain 的 5.5MWP太陽(yáng)能電站單個(gè)分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)容量較小，一般在幾個(gè)千瓦以下，目前在美國(guó)、 歐洲和日本得到廣泛應(yīng)用的戶用光伏并網(wǎng)系統(tǒng)（太陽(yáng)能屋頂系統(tǒng)）都可以歸入此類。20 世紀(jì) 90年代以來(lái)，美國(guó)先后制定和出臺(tái)了包括國(guó)家光伏發(fā)展計(jì)劃、百萬(wàn)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃

13、、光伏先鋒計(jì)劃在內(nèi)的眾多光伏發(fā)展計(jì)劃。其中比較著名的是1997 年提出的“百萬(wàn)太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃”。它規(guī)劃到2010年為8萬(wàn)個(gè)美國(guó)家庭安裝太陽(yáng)能屋頂，每個(gè)光伏屋頂將有3kWP-5kWP的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。 在日本， 截止 2004 財(cái)年底安裝太陽(yáng)能屋頂?shù)淖≌呀?jīng)達(dá)到 20 萬(wàn)戶，其中僅 2004 財(cái)年內(nèi)就安裝了超過(guò) 5 萬(wàn)套戶用光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的早期應(yīng)用階段， 其并網(wǎng)發(fā)電的主要形式是集中式發(fā)電。即通過(guò)數(shù)量很多的太陽(yáng)能電池串聯(lián)、并聯(lián)后，達(dá)到較高的電壓和功率等級(jí)， 然后使用一個(gè)較大容量的并網(wǎng)逆變器將電能輸送到電網(wǎng)。這種方法帶來(lái)一些弊端：（1） 需要耐直流高壓的電纜連接光伏陣列和并網(wǎng)逆變器。（2

14、） 各組串聯(lián)的太陽(yáng)能電池的特性差異影響集中式太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤的效果。（3）太陽(yáng)能陣列上串聯(lián)二極管所帶來(lái)的損耗。例如，當(dāng)串聯(lián)的太陽(yáng)能電池組件中某一組件被陰影覆蓋，這一組件不但不能輸出功率， 還會(huì)成為回路的負(fù)載， 影響效率的同時(shí)還會(huì)引起太陽(yáng)能電池的局部過(guò)熱。 工作中的太陽(yáng)能電池， 某一組件被陰影完全覆蓋會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部溫度高于環(huán)境溫度70 以上，而其他正常工作的組件溫度僅高于環(huán)境溫度22 左右（環(huán)境溫度為 12 時(shí)），過(guò)熱會(huì)嚴(yán)重影響太陽(yáng)能電池的壽命。同樣，并聯(lián)的太陽(yáng)能電池陣列中，某一被陰影覆蓋的太陽(yáng)能電池組件也會(huì)影響太陽(yáng)能電池陣列的整體效率。雖然它本身仍在輸出電能，但是整個(gè)并聯(lián)輸出的直流電壓會(huì)

15、被拉低很多。為了解決直接串并聯(lián)組成光伏陣列引起的匹配問(wèn)題，研究人9員提出了一種方案， 該方案中， 每個(gè)太陽(yáng)能電池組件都由一個(gè)能量控制電路（ Generation Control Circuit, GCC）來(lái)控制，這種控制方法減小了發(fā)生局部過(guò)熱的可能。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的另一種代表性技術(shù)方案是“串聯(lián)型逆變器”（String-Inverter ）。即逆變器的輸入端為一組串聯(lián)的太陽(yáng)能電池組件，從而可以達(dá)到較高輸入電壓。但是，串聯(lián)的太陽(yáng)能電池組件內(nèi)部的局部過(guò)熱現(xiàn)象仍可能存在。 好處是減小了并聯(lián)情況下二極管上的壓降損耗。模塊化是上述問(wèn)題的一個(gè)較好的解決方法。 將逆變電路與太陽(yáng)能電池組件集成到一起。 這樣可以完

16、全消除光伏陣列與并網(wǎng)逆變器之間可能的不匹配。 由于每個(gè)太陽(yáng)能電池組件都搭配了自己的逆變電路， 局部過(guò)熱問(wèn)題得到了很好的解決， 從而可以達(dá)到相對(duì)較高的效率。 基于該方案的模塊化結(jié)構(gòu)， 如果集成逆變電路的太陽(yáng)能電池組件能夠?qū)崿F(xiàn)“即插即用”和熱插拔功能，那么系統(tǒng)的擴(kuò)展和局部調(diào)整將會(huì)十分安全簡(jiǎn)便， 這也給光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用帶來(lái)了方便。三根據(jù)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的并網(wǎng)逆變器的基本功能是相同的， 即當(dāng)光伏陣列輸出在較大范圍內(nèi)變化時(shí)， 能始終以盡可能高的效率將其輸出的低壓直流電轉(zhuǎn)化成與電網(wǎng)匹配的交流電流送入電網(wǎng)。光伏陣列輸出的大范圍變動(dòng)，主要原因是白天太陽(yáng)輻照度的變化，范圍在 2

17、00W/m2 到 1000W/m2 之間。10大部分并網(wǎng)逆變器都采用了全橋結(jié)構(gòu)的主回路拓?fù)?。換相方式主要有兩種，分別是采用以電網(wǎng)2倍頻率切換的并網(wǎng)換相grid-commutated ） 方 法 和 使 用高 頻 逆 變 電 路 的 自 換 相self-commutated ）方法，如圖 4 所示。圖.4 并網(wǎng)逆變器的兩種換相方式并網(wǎng)換相需要在逆變?nèi)珮蛑半娏鞑ㄐ我呀?jīng)整形成正弦半波；自換相方式則一般采用 PWM 調(diào)制或 Bang-Bang 控制。并網(wǎng)換相的優(yōu)點(diǎn)是逆變環(huán)節(jié)幾乎不產(chǎn)生開(kāi)關(guān)損耗。 但是，由于前一級(jí)直流變換器需要能輸出正弦半波波形的電流， 因此也可以看作將逆變環(huán)節(jié)的開(kāi)關(guān)損耗轉(zhuǎn)移到了直流變

18、換環(huán)節(jié)。含變壓器的并網(wǎng)逆變器又分為工頻變壓器和高頻變壓器兩類。工頻變壓器的缺點(diǎn)比較明顯，笨重、價(jià)格高、繞制麻煩。現(xiàn)在使用較多的是高頻變壓器， 最新的設(shè)計(jì)已經(jīng)能將高頻變壓器磁芯和繞組集成在印制電路板上，甚至可以不用磁性元件。并網(wǎng)逆變器拓?fù)湓O(shè)計(jì)除了要方便實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤外， 還必須考慮以下其他問(wèn)題：（1）成本低。11（2）效率高。（3）壽命達(dá)到 25 年左右（太陽(yáng)能電池組件的一般平均壽命）。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以大致分為以下幾種：式并網(wǎng)逆變器拓?fù)淇紤]光伏陣列輸出電壓較低的情況，單級(jí)式并網(wǎng)逆變器必須能在一個(gè)功率變換環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)升壓、最大功率點(diǎn)跟蹤、 DC/AC 逆變以及光伏陣列和電網(wǎng)之間的電隔

19、離。因此這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)必須包括有變壓器。圖 5 給出了一種單級(jí)式并網(wǎng)逆變器的實(shí)現(xiàn)方式，稱為“雙向回掃逆變器”（ Bi-Directional Fly-Back inverter， BDFB）。由于主回路具有雙向電流導(dǎo)通能力，該逆變器可以保持輸出電流的連續(xù)狀態(tài)。圖 .5 單 級(jí) 并 網(wǎng) 逆變 器 拓 撲 結(jié) 構(gòu) ： Bi-Directional Fly-Back inverter這種拓?fù)涞娜秉c(diǎn)在于， 電網(wǎng)頻率為 50Hz 時(shí)，相比兩級(jí)和多級(jí)拓?fù)?，光伏陣列輸出直流母線電容上的 100Hz 紋波電壓較大，12而減小這些紋波就需要更大的母線電容容值。還有一類單級(jí)并網(wǎng)逆變器拓?fù)?，采用全橋逆變后通過(guò)工頻變壓

20、器直接接電網(wǎng)。 由于使用了工頻變壓器，而且太陽(yáng)能電池母線和電網(wǎng)之間沒(méi)有能量解耦環(huán)節(jié)，一般認(rèn)為這種拓?fù)涞男瘦^低?？赡艿慕鉀Q方案是串聯(lián)多個(gè)太陽(yáng)能電池組件以達(dá)到足夠的直流輸出電壓，通過(guò)全橋逆變和濾波后直接連接到電網(wǎng)，如圖6所示:圖.6 無(wú)工頻變壓器的單級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)級(jí)式并網(wǎng)逆變器拓?fù)鋬杉?jí)式并網(wǎng)逆變器拓?fù)涫遣捎幂^多的主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如果逆變器是自換相的，通過(guò)在 DC/DC 變換后高壓直流母線上并聯(lián)一個(gè)電容， 可以很好的實(shí)現(xiàn)能量解耦。 主回路兩級(jí)一般包括軟開(kāi)關(guān) DC/DC 變換環(huán)節(jié)和自換相或電網(wǎng)換相的 DC/AC 逆變環(huán)節(jié)，如圖7所示。13圖.7 兩級(jí)式并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)框圖圖 8 給出了一

21、種兩級(jí)式并網(wǎng)逆變器， 其拓?fù)渑c圖 7 基本相同，不同處在于逆變橋除了 4 個(gè)開(kāi)關(guān)管外，還增加了兩個(gè)二極管，串聯(lián)在橋臂中。這種拓?fù)溆袃蓚€(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，夜間光伏陣列沒(méi)有輸出時(shí)，電網(wǎng)的交流電壓不能通過(guò)逆變?nèi)珮蛏系姆床⒙?lián)二極管整流到直流母線電容上， 消除了夜間并網(wǎng)逆變器的待機(jī)損耗； 第二，逆變?nèi)珮騼蓚€(gè)橋臂工作在不同頻率， 其中左橋臂為 20kHz-80kHz，起正弦波調(diào)制作用，右橋臂為 2 倍電網(wǎng)頻率，即 100Hz ，起換相作用，這樣可以把開(kāi)關(guān)損耗降低一半。圖 .8 一種改進(jìn)的兩級(jí)式并網(wǎng)逆變器拓?fù)涠嗉?jí)式并網(wǎng)逆變器拓?fù)涠嗉?jí)拓?fù)湓O(shè)計(jì)會(huì)增加并網(wǎng)逆變器的復(fù)雜程度和成本， 但這也給同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種功能帶來(lái)可能，包括：逆變橋低開(kāi)關(guān)頻率100Hz）； DC/DC 變換器正弦半波輸出；光伏陣列與電網(wǎng)之間的能量解耦。 因此多級(jí)拓?fù)湓O(shè)計(jì)可以在降低損耗的同時(shí)達(dá)到很好的最大功率點(diǎn)跟蹤特性。14一種多級(jí)拓?fù)涞牟⒕W(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖9 所示：圖 .9種多級(jí)拓?fù)涞墓夥⒕W(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)原理圖該光伏并網(wǎng)逆變器有以下一些特點(diǎn)：（1）功率點(diǎn)跟蹤由輔助電路實(shí)現(xiàn)，通過(guò)切換開(kāi)關(guān)每 2s 接通輔助電路 200us。（2）