光伏并网逆变器如何提升转换效率

1.输出电压的稳定度

在光伏系统中，太阳能电池发出的电能先由蓄电池储存起来，然后经过光伏逆变器逆变成220V或380V的交流电。但是蓄电池受自身充放电的影响，其输出电压的变化范围较大，如标称12V的蓄电池，其电压值可在10.8～14.4V之间变动(超出这个范围可能对蓄电池造成损坏)。对于一个合格的逆变器，输入端电压在这个范围内变化时，其稳态输出电压的变化量应不超过额定值的&Plusmn5%，同时当负载发生突变时，其输出电压偏差不应超过额定值的±10%。

2.输出电压的波形失真度

对正弦波逆变器，应规定允许的最大波形失真度(或谐波含量)。通常以输出电压的总波形失真度表示，其值应不超过5%(单相输出允许l0%)。由于逆变器输出的高次谐波电流会在感性负载上产生涡流等附加损耗，如果逆变器波形失真度过大，会导致负载部件严重发热，不利于电气设备的安全，并且严重影响系统的运行效率。

3.额定输出频率

对于包含电机之类的负载，如洗衣机、电冰箱等，由于其电机最佳频率工作点为50Hz，频率过高或者过低都会造成设备发热，降低系统运行效率和使用寿命，所以太阳能逆变器的输出频率应是一个相对稳定的值，通常为工频50Hz，正常工作条件下其偏差应在&Plusmnl%以内。

4.负载功率因数

表征逆变器带感性负载或容性负载的能力。正弦波逆变器的负载功率因数为0.7～0.9，额定值为0.9。在负载功率一定的情况下，如果逆变器的功率因数较低，则所需逆变器的容量就要增大，一方面造成成本增加，同时光伏系统交流回路的视在功率增大，回路电流增大，损耗必然增加，系统效率也会降低。

5.逆变器效率

逆变器的效率是指在规定的工作条件下，其输出功率与输入功率之比，以百分数表示，一般情况下，光伏逆变器的标称效率是指纯阻负载，80%负载情况下的效率。由于光伏系统总体成本较高， 因此应该最大限度地提高光伏逆变器的效率，降低系统成本，提高光伏系统的性价比。目前主流逆变器标称效率在80%～95%之间，对小功率逆变器要求其效率不低于85%。在光伏系统实际设计过程中，不但要选择高效率的逆变器，同时还应通过系统合理配置，尽量使光伏系统负载工作在最佳效率点附近。

6、额定输出电流(或额定输出容量)

表示在规定的负载功率因数范围内逆变器的额定输出电流。有些逆变器产品给出的是额定输出容量，其单位以VA或kVA表示。逆变器的额定容量是当输出功率因数为1(即纯阻性负载)时，额定输出电压为额定输出电流的乘积。

7、保护措施

一款性能优良的逆变器，还应具备完备的保护功能或措施，以应对在实际使用过程中出现的各种异常情况，使逆变器本身及系统其他部件免受损伤。

(1)输入欠压保户：

当输入端电压低于额定电压的85%时，逆变器应有保护和显示。

(2)输入过压保户：

当输入端电压高于额定电压的130%时，逆变器应有保护和显示。

(3)过电流保护：

逆变器的过电流保护，应能保证在负载发生短路或电流超过允许值时及时动作，使其免受浪涌电流的损伤。当工作电流超过额定的150%时，逆变器应能自动保护。

(4)输出短路保户

逆变器短路保护动作时间应不超过0.5s。

(5)输入反接保护：

当输入端正、负极接反时，逆变器应有防护功能和显示。

(6)防雷保护：

逆变器应有防雷保护。

(7)过温保护等。

另外，对无电压稳定措施的逆变器，逆变器还应有输出过电压防护措施，以使负载免受过电压的损害。

8.起动特性

表征逆变器带负载起动的能力和动态工作时的性能。逆变器应保证在额定负载下可靠起动。

9.噪声

电力电子设备中的变压器、滤波电感、电磁开关及风扇等部件均会产生噪声。逆变器正常运行时，其噪声应不超过80dB，小型逆变器的噪声应不超过65dB。

1、额定输出功率

额定输出功率表示光伏逆变器向负载供电的能力。额定输出功率高的光伏逆变器可以带更多的用电负载。选用光伏逆变器时应首先考虑具有足够的额定功率，以满足最大负荷下设备对电功率的要求，以及系统的扩容及一些临时负载的接入。当用电设备以纯电阻性负载为生或功率因数大于0.9时，一般选取光伏逆变器的额定输出功率比用电设备总功率大10%`15%。

2、输出电压的调整性能

输出电压的调整性能表示光伏逆变器输出电压的稳压能力。一般光伏逆变器产品都给出了当直流输入电压在允许波动范围变动时，该光伏逆变器输出电压的波动偏差的百分率，通常称为电压调整率。高性能的光伏逆变器应同时给出当负载由零向100%变化时，该光伏逆变器输出电压的偏差百分率，通常称为负载调整率。性能优良的光伏逆变器的电压调整率应小于等于±3%，负载调整率就小于等于±6%。

3、整机效率

整机效率表示光伏逆变器自身功率损耗的大小。容量较大的光伏逆变器还要给出满负荷工作和低负荷工作下的效率值。一般KW级以下的逆变器的效率应为85%以上；10KW级的效率应为90%以上；更大功率的效率必须在95%以上。逆变器效率高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要影响，因此选用光伏逆变器要尽量进行比较，选择整机效率高一些的产品。

4、启动性能

光伏逆变器应保证在额定负载下可靠启动。高性能的光伏逆变器可以做到连续多次满负荷启动而不损坏功率开关器件及其他电路。小型逆变器为了自身安全，有时采用软启动或限流启动措施或电路。

以上几条是作为光伏逆变器设计和选购的主要依据，也是评价光伏逆变器技术性能的重要指标。

光伏逆变器转换效率受其输入功率影响，特别是当逆变器输入功率在额定功率百分之20以下时，随着输入功率下降，逆变器转换效率也会明显降低，低光照下，组串逆变器大规模并网能量损失严重，直接降低了企业效益。

采取适当的措施，如改变光伏系统直流拓扑结构、添加开关设备等可以提高光伏系统效率，一些文献研究了光伏组件在光伏阵列中的重构配置，但是均是对光伏组件串并联重构，在满足光伏串电压相同的前提下，提高光伏串的总电流。

MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。所谓最大功率点跟踪，即是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。下面我们用一种机械模拟对比的方式来向大家解释MPPT太阳能控制器的基本原理。

要想给蓄电池充电，太阳板的输出电压必须高于电池的当前电压，如果太阳能板的电压低于电池的电压，那么输出电流就会接近0。所以，为了安全起见，太阳能板在制造出厂时，太阳能板的峰值电压（Vpp）大约在17V左右，这是以环境温度为25°C时的标准设定的。这样设定的原因，（有意思的是，不同于我们普通人的主观想象，下面的结论可能会让我们吃惊）在于当天气非常热的时候，太阳能板的峰值电压Vpp会降到15V左右，但是在寒冷的天气里，太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V!

现在，我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。传统的太阳能充放电控制器就有点象手动档的变速箱，当发动机的转速增高的时候，如果变速箱的档位不相应提高的话，势必会影响车速。但是对于传统控制器来说，充电参数都是在出厂之前就设定好的，这就像车的档位被固定设置在了1档。那么不管你怎样用力的踩油门，车的速度也是有限的。MPPT控制器就不同了，它是自动挡的。它会根据发动机的转速自动调节档位，始终让汽车在最合理的效率水平运行。就是说，MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大的功率点，来发挥出太阳能板的最大功效。电压越高，通过最大功率跟踪，就可以输出更多的电量，从而提高充电效率。 理论上讲，使用MPPT控制器的太阳能发电系统会比传统的效率提高50%，但是跟据我们的实际测试，由于周围环境影响与各种能量损失，最终的效率也可以提高 20%-30%。

从这个意义上讲，MPPT太阳能充放电控制器，势必会最终取代传统太阳能控制器

不超过10年。

简单来说，逆变器有耗材的逻辑。大型地面光伏电站的寿命，通常在20年左右。而逆变器受内部电子元器件（IGBT、电容、电感等）所限，使用寿命一般不超过10年。

换言之，光伏电站一生中，至少要用2个逆变器。这导致逆变器需求不仅受益于光伏的增量，还会受益于存量。

市场情况

2014年时，最先进的光伏逆变器转换效率可以到98%，其中串接型逆变器（string inverter）会用到住家或是中型的光伏系统，而中央型的逆变器会用到大型的商用系统甚至电网等级的市场。

中央型逆变器及串接型逆变器的市占率分别为50%及48%，微型逆变器的市占率只有不到2%。

以上内容参考：凤凰网-左手光伏，右手储能，逆变器要逆天了？

以上内容参考：百度百科-光伏逆变器