本文阐述了太阳能光伏发电逆变器的三种主电路形式,结合光伏发电逆变器主电路结构特点,论述了用于太阳能光伏发电系统逆变器的功率半导体器件特性。
1.光伏发电逆变器主电路
太阳能电池一般是电压源,因此逆变器的主电路采用电压型,太阳能光伏发电系统用逆变器的三种主电路形式如图1所示。图1(a)是采用工频变压器主电路形式,采用工频变压器使输入与输出隔离,主电路和控制电路简单。为了追求效率,减少空载损耗,工频变压器的工作磁通密度选得比较低,因此重量大,约占逆变器的总重量的50%左右,逆变器外形尺寸大,是最早的一种逆变器主要形式。
图1:逆变器主电路图
图1(b)是高频变压器主电路形式,采用高频变压器使输入与输出隔离,体积小,重量轻。主电路分为高频逆变和工频逆变两部分,比较复杂,是20世纪90年代比较流行的主电路方式。
图1(b)
图1(c)是无变压器主电路形式,不采用变压器进行输入与输出隔离,只要采取适当措施,同样可保证主电路和控制电路运行的安全性,体积最小,重量轻,而且效率高,成本也较低。主电路包括升压部分和采用高频SPWM的逆变部分,比工频变压器主电路形式要复杂,但是适应输入直流电压范围宽,有利于与太阳能电池进行匹配。尽管由于天气等因素使太阳能电池输出电压发生变化,但有了升压部分,可以保证逆变部分输入电压比较稳定。将成为今后主要的主电路流行方式。
图1(c)