光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。

　　光伏發(fā)電的基本原理

　　獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器組件、控制器和負載（直流負載和交流負載）組成。因為太陽能電池產(chǎn)生的電能為直流，但是由于光照強度實時變化，太陽能電池輸出的電壓也不穩(wěn)定，這時也需要蓄電池來起到一個濾波的作用，將太陽能電池產(chǎn)生的電壓穩(wěn)定在蓄電池的電壓值上，在另外一種意義上，用蓄電池也有儲能的作用，可以將過剩的電能儲存起來供在光照強度較低的時候使用。如果是直流負載就可以直接接在蓄電池上工作，如果是交流負載，那么需要經(jīng)過逆變器的DC-AC 變換，將直流電變成交流電，供給交流負載。

　　并網(wǎng)光伏發(fā)電的基本原理

　　獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器組件、控制器和負載組成。因為需要將光伏發(fā)出來的電回饋給電網(wǎng)，這就需要將直流電轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)要求的220V、50HZ 的交流電，并且在相同相位的情況下并網(wǎng)，像電網(wǎng)供電。

　　無論是獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)還是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，逆變系統(tǒng)對于交流負載和并網(wǎng)發(fā)電都是必不可少的，接下來我們主要就光伏分布發(fā)電中的逆變系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計進行研究。

　　光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)設(shè)計

　　4.1 光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)的組成

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池、主回路、控制電路和負載組成。主回路主要包括DC/DC 電路、DC/AC 電路、濾波器組件。下面主要對于主回路部分的設(shè)計做介紹，其中包括主回路的拓撲結(jié)構(gòu)進行分析，介紹一下全橋逆變電路的工作原理以及逆變器模塊的選型，以及相關(guān)保護的設(shè)計。

　　4.2 光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)

　　通常單相電壓型逆變器主要分為推挽式、半橋和全橋逆變電路三種。這三種方式根據(jù)其不同的特點應(yīng)用于不同的場合。

　　推挽式逆變電路的電路結(jié)構(gòu)比較簡單，如圖3-1 所示。其上電路只需要兩個晶閘管，基極驅(qū)動電路不需要隔離，驅(qū)動電路比較簡單，但是晶閘管需要承受2 倍的線路峰值電壓，所以適合于低輸入電壓的場合應(yīng)用。

　　同時變壓器存在偏磁現(xiàn)象，初級繞組有中心抽頭，流過的電流有效值和銅耗較大，初級繞阻兩部分應(yīng)緊密藕合，繞制工藝復(fù)雜。因為推挽式逆變電路對于晶閘管的耐壓要求比較高，不適合作為光伏發(fā)電的逆變系統(tǒng)主回路。

　　相比于推挽式逆變電路，單相半橋式逆變電路中所使用的晶閘管的耐壓要求就相對較低，不會有線電壓峰值2 倍這么多，絕對不會超過線電壓峰值。其逆變出來的波形也相對推挽式比較接近于正弦波，所以濾波的要求也相對較低。由于晶閘管的飽和壓降減小到了最小，所以不是最重要的影響因素之一。但是由于半橋式逆變電路的結(jié)構(gòu)決定其集電極電流在晶閘管導(dǎo)通時會增加一倍，使得在晶閘管選型的過程中，要考慮大電流、承受高壓的情況，就難免會因為其價格昂貴，所以不適合作為光伏發(fā)電的逆變系統(tǒng)主回路。

　　光伏發(fā)電電路圖