逆变器的概念

　　通常，把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。

　　现代逆变技术是研究逆变电路理论和应用的一门科学技术。它是建立在工业电子技术、半导体器件技术、现代控制技术、现代电力电子技术、半导体变流技术、脉宽调制（PWM）技术等学科基础之上的一门实用技术。它主要包括半导体功率集成器件及其应用、逆变电路和逆变控制技术3大部分。

　　逆变器的分类

　　逆变器的种类很多，可按照不同的方法进行分类。

　　1．按逆变器输出交流电能的频率分，可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。工频逆变器的频率为50～60Hz的逆变器；中频逆变器的频率一般为400Hz到十几kHz；高频逆变器的频率一般为十几kHz到MHz。

　　2．按逆变器输出的相数分，可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。

　　3．按照逆变器输出电能的去向分，可分为有源逆变器和无源逆变器。凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器，称为有源逆变器；凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的逆变器称为无源逆变器。

　　4．按逆变器主电路的形式分，可分为单端式逆变器，推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。

　　5．按逆变器主开关器件的类型分，可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管（IGBT）逆变器等。又可将其归纳为“半控型”逆变器和“全控制”逆变器两大类。前者，不具备自关断能力，元器件在导通后即失去控制作用，故称之为“半控型”普通晶闸管即属于这一类；后者，则具有自关断能力，即无器件的导通和关断均可由控制极加以控制，故称之为“全控型”，电力场效应晶体管和绝缘栅双权晶体管（IGBT）等均属于这一类。

　　6．按直流电源分，可分为电压源型逆变器（VSI）和电流源型逆变器（CSI）。前者，直流电压近于恒定，输出电压为交变方波；后者，直流电流近于恒定，输也电流为交变方波。

　　7．按逆变器输出电压或电流的波形分，可分为正弦波输出逆变器和非正弦波输出逆变器。

　　8．按逆变器控制方式分，可分为调频式（PFM）逆变器和调脉宽式（PWM）逆变器。

　　9．按逆变器开关电路工作方式分，可分为谐振式逆变器，定频硬开关式逆变器和定频软开关式逆变器。

　　10．按逆变器换流方式分，可分为负载换流式逆变器和自换流式逆变器。

　光伏逆变器是光伏系统核心功率调节器件。太阳能光伏组件直接发电形式为非线性直流电，必须通过直流变交流的变换设备——光伏逆变器以实现光伏发电接入电网、负载，逆变器容量由负载性质决定，一般小于光伏系统容量。在光伏系统中，逆变器成本较高，占光伏系统总成本的10%左右，是光伏系统中成本第二大的环节，附加值较高。

　　光伏系统分为并网及离网系统，相对应光伏逆变器有并网及离网之分，一般并网系统的逆变器容量跟光伏系统容量一致，而离网系统的逆变器容量由负载容量、负载性质等决定，一般小于光伏系统容量。根据全球光伏系统安装历史统计数据，并网光伏系统在光伏总装机容量中占绝对比例，在政府并网发电补贴条件下，比例达90%以上。现阶段并网逆变器为各厂商投入开发的重点，其技术指标代表了光伏逆变器技术水平的高低。

　　集中式光伏并网逆变器起步早、产品系列齐全，是目前光伏逆变器市场的主流产品，占据着主导地位，但随着技术日趋成熟和商业化应用的不断发展，集中式光伏并网发电系统的存在的问题也逐渐引起了关注：

　　（1）可靠性：集中式光伏并网发电系统中，逆变器是整个系统中的关键环节也是薄弱环节，单台逆变器的实效会导致整个系统的崩溃；

　　（2）MPPT跟踪效率：虽然大多数集中光伏逆变器生产厂商宣称跟踪效率可以达到99.9%，事实上，由于其MPPT跟踪针对的是整个光伏阵列，无法兼顾到每块光伏组件，由于模块匹配、局部遮挡等因素引起的功率损失是十分可观的；

　　（3）系统可扩展性：集中式系统的特点决定了其系统可扩展性较差。

　　分布式微逆变器技术是为集中式光伏并网逆变器存在的诸多问题而提出并发展起来的，其起步晚、产品系列尚不齐全，目前仍处于起步阶段，但从目前的产品技术性能来看，微逆变器丝毫不逊色于传统集中式逆变器产品，甚至优于集中式逆变器产品。微逆变器通过直接与单块光伏组件直接相连，可以实现单块光伏组件真正的MPPT，使光伏组件的发电效率最大化，其安装、扩展灵活，即插即用，可以实现模块化生产，微逆变器生产厂商可以与光伏组件生产厂家联合，为光伏组件量身定制逆变器，从而加快其商业化和市场化进程。