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《小功率单相光伏并网逆变器的研究》

作者：李洁伟 张媛

来源：《中国科技博览》2018年第08期

[摘 要]当前社会生产的发展对于各类能源的依赖性较大，能源是促进现代社会及未来各项生产领域发展的重要动力。从社会文明角度来看，人类一直对各类新型能源积极探索，从现阶段能源发展结构可以看出社会的发展进步。随着当前社会经济的发展，人们生产生活对于能源的需求量在不断扩大，各类化石燃料可用量在不断递减，从另一方面也加重了温室效应的负面影响。当前对太阳能进行开发是理想能源之一。本文对小功率单相光伏并网逆变器展开探究，旨在补充现阶段能源结构，促进社会的综合发展。 [关键词]小功率；单相光伏；并网逆变器

中图分类号：S154 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）08-0269-01

当前已经可知的太阳能发电方式主要有光热发电、光伏发电以及光化学发电，其中的光伏发电在实际开发中不会受到纬度因素的影响，设备线路铺设也较为便捷，所以当前得到广泛应用。通过相关技术人员的探究，目前光伏发电的实际效率在不断提升，加上实际技术应用成本较低，在当前及未来社会在社会生产和生活领域会不断扩大使用范围。 一、小功率光伏发电系统的重要作用概述

目前小功率光伏发电系统主要是由光伏电站以及分布式光伏并网组成，集中式光伏电站在实际运行过程中会产生较大发电功率，但是光伏电站占用一定的土地资源，所以在未来发展受到土地资源的约束。分布式光伏发电系统主要应用方式是建设在城市各个建筑物的光伏发电系统，此类系统主要是应用小功率光伏发电系统。小功率光伏发电系统在运行过程中实际输出功率较小，并且具备一定的经济性，对于各类生产企业来说，此类系统的运用能够产生良好的经济效益。此外，小功率光伏发电系统在应用过程中不会对生态环境产生污染，实际发电过程中不会形成噪声污染，对于大气和水源也没有威胁，能够有效适应现阶段社会发展对于清洁能源的要求。最后，小功率光伏发电系统在实际发电时也能够自发自用，即为网侧用户负载提供功率，这样避免远距离输电，减少线路损耗，提高运行效率[1]。 二、小功率单相光伏并网逆变器的关键技术分析 （一）输出功率跟踪技术

光伏组件的实际输出功率受到控制器的综合影响，当前相关研究人员对此类设备进行探究重点是如何实现输出功率最大化。目前最大功率点追踪由光伏组件以及综合追踪算法构成。目前为了使得实际光伏利用效率提升，最大功率追求需要在光照条件得到满足的情况下对局部阴影部分展开探究。

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（二）并网电流控制技术

目前并网逆变器实际输出需要通过电流进行控制，相关技术人员需要加强并网电流与电网电压的联系，从而更好的促进系统的稳定性，这样能够降低谐波的实际输出。此外，当前为了使得逆变器控制效率有效提升，需要降低电网实际扰动性，这也是逆变器控制的重点[2]。 （三）提出高效率的设计方案

与普通集中式逆变器相比，当前所采用的小功率逆变器自身售价成本较低，所以当前相关技术人员需要充分降低设计总成本，提高实际逆变效率，这样能够使得小功率光伏逆变器得到有效推广，扩大使用范围[3]。

三、小功率单相光伏并网逆变器的特点及工作状态分析

小功率单相光伏并网逆变器是目前光伏并网发电系统的主要部件，其设计特点如下所述： 小功率单相光伏并网逆变器具有高效的发电效率，实际成本也较低。目前光伏并网发电系统电能利用效率主要是由逆变器构成的，所以提高光伏并网逆变器的运行效率在一定程度上能够有效提高光伏并网发电系统的运行效率。此外，小功率单相光伏并网逆变器自身设计成本较低，具有广阔的应用市场。电网与光伏并网发电系统相连接，虽然发电系统实际输出电能对于电网质量有不同程度的影响，但是小功率单相光伏并网逆变器实际输出电流的总谐波失真较小，几乎不影响并网侧电网质量。目前光伏组件的实际输出功率与自然界光照强度相关，会随着温度的变化发生相应变化；小功率单相光伏并网逆变器可以更好地追踪光伏组件的最大功率点，提升逆变器的输出功率。小功率单相光伏并网逆变器在开机之前，需要检测PV输入功率和电网电压，看是否满足逆变器并网运行的基本要求。若满足启机的条件，则逆变器自启动，检查输出继电器是否粘连，正常之后开始缓慢增加并网电流，在一定周期之后输出电流达到预设的电流值，完成系统的启动。

系统经过启动器之后会进入到逆变运行状态，通过追踪系统的控制，能够使得光伏并网逆变器时刻处于最大功率点，同时能够确保并网电流稳定输出。光伏组件经过并网电流时，系统会自动触发保护电路，使得组件停止工作，经过一段稳定时间之后会自动启用运行[4]。 四、小功率单相光伏并网逆变器控制方案探析

目前小功率单相光伏并网逆变器的控制方法主要可以分为电流源电流控制和电压源电流控制；实际上，电流源电流的控制在逆变器的直流侧需要提供连续性、稳定性较强的直流电流，须在直流侧串联大电感；同时需要增加逆变侧的内阻抗，相对于电网内阻来讲，要实现真正的电流源控制，实施起来比较复杂而且成本较高；所以当前小功率单相光伏并网逆变器大多都是采用电压源电流输出控制方式为主[5]。

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当前可以将社会电网看成是容量较大的电压源，如果小功率光伏并网逆变器采用电压控制方法，则可以将并网发电系统和电网视为电压源并联运行。为了使得系统能够保持稳定运行状态，需要与小功率光伏并网逆变器的实际输出电压与电网同步。但是电压电网在实际运行过程中存在一定波动性，所以可能会出现各类问题，使得逆变器不容易受到系统的综合控制。如果现阶段采用电压源电流的控制方案，那么相关人员只需要对小功率光伏并网逆变器的输出电流进行控制，同时采用电网前馈的控制方式，可以更好地适应电网，这样能够促进小功率光伏并网逆变器的稳定运行，并且该实际控制方法也较为简单[6]。

综合上述，现阶段在大多数情况下小功率光伏并网逆变器的控制方式都是采用电压源输入和电压源电流输出的控制方式。输入电压控制的主要目的是为了控制逆变器所需要的直流电压，从而对最大功率进行调节和追踪。输出电流控制方式的主要目标是为了对电网电压进行跟踪，从而促使小功率光伏并网逆变器的有效运行。小功率光伏并网逆变器是光伏并网发电的核心装备，设备自身性能的高低能够全面提高太阳能的实际利用效率，对于获取的电能质量也具有一定影响[7]。 结语

总而言之，当前社会的快速发展对于能源的需求量较大。光伏并网发电技术与各类新能源技术相比，已经具备良好的发展性能。随着此类技术的应用范围不断扩大，对目前小功率光伏并网逆变器综合性能提出了更多更高的要求。本文对小功率光伏并网逆变器的作用进行概述，并分析了关键技术和小功率光伏并网逆变器的特点，对于逆变器的控制策略进行概述。随着我国科学技术的快速发展，小功率光伏并网逆变器的应用研究还会不断拓展，具有较大的应用空间。 参考文献

[1] 易映萍，罗海，胡四全等.小功率光伏并网逆变器控制策略的研究[J].电力系统保护与控制，2016（4）：64-68.

[2] 韦世宽，郑一维，雷加等.基于XE162FN小功率光伏并网逆变器的设计[J].电源技术，2013，37（5）：815-816，882.

[3] 李圣清，白建祥，唐琪等.小功率光伏并网逆变器反孤岛保护的研究[J].电测与仪表，2016，53（18）：87-92.

[4] 解立辉.小功率光伏并网逆变器控制策略探讨[J].电子世界，2016（10）：91-91，105. [5] 刘芳，龚鸣敏，王蓉霞等.小功率光伏并网逆变器控制系统的设计[J].科技视界，2015（10）：182-182.

[6] 卢绍群.小功率光伏并网逆变器的研究[J].科技创新与应用，2016（35）：222-222.