光伏發電逆變技術的發展趨勢及解決方案
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1.1 綜述
20 世紀 70 年代以來，兩次石油危機、當前嚴重的環境污染以及氣候變暖峰會的強烈呼吁，迫使人們更加努力尋找和開發新能源。對于污染及耗能大戶 ——電力工業，也面臨巨大的挑戰。光伏發電 作為可再生的替代能源發電，在世界范圍內受到高 度重視且發展迅速。目前，光伏發電作為常規能源 的補充，無論從解決電力耗能問題上，還是從環境保護戰略上都具有重大的戰略意義。
在國內，政府先后出臺《可再生能源法》及其相關實施細 則等政策來 扶持光伏等新能源產業發展。2009 年，隨著 “金太陽”工程在全國各省的動工 實施，國內光伏市場將得以長足發展。不僅如此，新能源振興規劃預測，2020 年光伏發電安裝量將要 達到 2000 萬 kW，《可再生能源中長期發展規劃》 是中規定的 10 倍以上。
由此可見，從全世界到國家，光伏發電產業都 將得到大力支持，并得以迅速發展，這必將帶動光 伏產業：原材料生產、太陽能電池及組件生產、逆 變器等相關設備制造的配套行業的迅猛發展。光伏并網逆變器是光伏并網發電系統中核心部件，其主 要功能是將太陽能電池板發出的直流電逆變成交流 電，并送入電網。其效率的高低、可靠性的好壞將 直接影響整個光伏發電系統的性能。
1.2 國外逆變器的研究現狀
國外低壓并網逆變器已經是較為成熟的市場產品 ，在歐洲光伏專用逆變市場中就有SMA，Sputnik 和西門子等眾多的公司具有市場化的產品，高壓并網逆變裝置 SMA、 西門子等公司現已形成市 場產品。
SMA 公司的光伏并網逆變器目前有三大類型： SB 組串逆變器， SMC 小集中型逆變器，以及 2008 年研制成功 1MW SC 并網逆變器。SB 產品系列可以 將幾臺逆變器光伏組件輸入端并接的 ST 技術以及低輸入電壓 LV 技術，可滿足不同的應用要求。 SMC 產品系列采用集成直流負荷斷路開關 ESS，較為簡 單而又安全地斷開光伏組件與逆變器; 具有三相功率 平衡功能，確保并網時的三相平衡。SC 并網逆變器 使用的電源系統可靠性高，微處理技術較為先進。
1.3 國內逆變器的研究現狀
我國光伏發電的起步較晚，光伏系統的相關技 術的研究處于起步階段，技術水平相對國外還有一 定差距。針對大型光伏發電系統的核心部分兆瓦級 并網逆變器，北京索英電氣技術有限公司、安徽合 肥陽光電源有限公司等單位在這一方面進行了相關 的研究。
目前，北京索英電氣技術有限公司主要是 SEE 系列逆變器分為單相和三相太陽能并網逆變器。此 系列產品容量范圍從 10- 100kW，采用日本的智能 功率模塊 IPM 作為主回路功率器件，運用該公司并 網控制技術，具有結構較為簡單、效率高、性能優 良。但是應用于大型光伏電站則需要低壓變壓器來 解決，從長遠來看，不利于大型光伏發電降低系統發電成本。
國內光伏逆變器領域的生產是一個弱項，光伏 逆變器產業整體水平較低，中國最大的光伏系統提供商—— 中盛光電采購的光伏逆變器多采用 西門子、SMA 等外資企業。這樣導致大型光伏系統的造 價升高、依賴性強，從而制約了并網型光伏系統在 國內市場的發展和推廣。1.4 逆變技術發展趨勢
隨著光伏發電的迅速發展，對光伏發電提出了 新的要求，需要大規模的并網發電，與電網連接同 步運行。并網逆變器作為光伏發電的核心，對其要 求也越來越高。
首先，要求逆變器輸出的電量和電網電量保持 同步，在相位、頻率上嚴格一致，逆變器的功率因 數近于 1 。其次，滿足電網電能質量的要求，逆變 器應輸出失真度小的正弦波。第三，具有對孤島檢 測的功能，防止孤島效應的發生，避免對用電設備 和人身造成傷害。第四，為了保證電網和逆變器安 裝可靠運行，兩者之間的有效隔離及接地技術也非常重要。
主要技術發展趨勢如下：
( 1)結構發展趨勢
過去逆變器的結構由工頻變壓器結構的光伏逆 變器轉化多轉換級帶高頻變壓器的逆變結構，功率 密度大大提高， 但也導致了逆變器的電路結構復雜， 可靠性降低?，F階段的光伏并網逆變器普遍采用了 串級型，經過反復研究表明：逆變器采用多串級逆 變結構，融合了串級的設計靈活、高能量輸出與集 中型低成本的優點，是今后光伏并網逆變結構的一 種發展趨勢。
( 2)控制策略發展趨勢 光伏并網發電系統中的逆變器需要對電流和功 率進行控制，逆變器輸出電流主要采用各種優化的 PWM 控制策略。
對光伏陣列工作點跟蹤控制主要有：恒電壓控制策略和 MPPT 光伏陣列功率點控制策略。
現代控制理論中許多先進算法也被應用到光伏 逆變系
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