1.2　光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)的研究熱點(diǎn)

通常情況下并網(wǎng)逆變器按輸出相數(shù)分為單相和三相兩類(lèi)，單相并網(wǎng)逆變器輸出的功率小，一般不會(huì)超過(guò)15kW，因此，適合中小功率并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，而三相方式則大多應(yīng)用于大功率能量轉(zhuǎn)換場(chǎng)合。若是按輸出功率值來(lái)分，主要有微型逆變器、小功率逆變器、中功率逆變器和大功率逆變器這四類(lèi)。目前技術(shù)最為成熟發(fā)展最快的是中功率并網(wǎng)逆變器，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。微型逆變器和大功率并網(wǎng)逆變器將獲得更為廣闊的市場(chǎng)前景。微逆變器多用于民用電器充電系統(tǒng)，而大功率光伏并網(wǎng)逆變器由于其具有大容量的電能輸出，因此，非常適合光伏電站系統(tǒng)。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，大容量、高效率、強(qiáng)可靠性的電網(wǎng)友好型逆變器將成為研究重點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)高效率低電流畸變率的逆變器，需要從以下的幾個(gè)方面進(jìn)行分析和研究。

1.2.1　新型逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

光伏并網(wǎng)逆變器根據(jù)功率級(jí)數(shù)可分為單級(jí)和兩級(jí)式結(jié)構(gòu)兩種類(lèi)型。單級(jí)式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是因?yàn)槠淇刂茖?duì)象多，并且這些對(duì)象之間相互耦合，所以造成了設(shè)計(jì)難度大的復(fù)雜情況，通過(guò)一個(gè)功率環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)最MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）控制和逆變并網(wǎng)控制，所以效率高。兩級(jí)式相比單級(jí)式效率較低，能夠?qū)崿F(xiàn)MPPT與并網(wǎng)單獨(dú)控制，適用于光伏發(fā)電系統(tǒng)。

1.2.2　逆變器開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)方式

通過(guò)控制逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷，輸出幅值相等而寬度不相等的連續(xù)脈沖的方式稱為PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制方式，PWM按照一定的規(guī)則對(duì)各個(gè)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)控制逆變器的輸出電壓和輸出功率的功能。在PWM控制方式中有一種頻繁使用的方式，那就是正弦波PWM（SPWM方法）。人們又對(duì)SPWM技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)和功能完善，提出了各類(lèi)新型SPWM方法，三角載波調(diào)制法應(yīng)用最為廣泛，SPWM是正弦波PWM的基本類(lèi)型，具有控制靈敏、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。

1.2.3　電能質(zhì)量控制方法

饋入電網(wǎng)的電流對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量有很大的影響，其并網(wǎng)質(zhì)量備受關(guān)注，因此控制逆變器輸出電流波形在并網(wǎng)控制方式中尤為重要。PI控制、滯環(huán)控制、雙閉環(huán)控制、無(wú)差拍控制、重復(fù)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制等應(yīng)用較多，開(kāi)發(fā)新控制方式和改進(jìn)舊控制方式一直都在進(jìn)行中。

1.2.4　MPPT

最大功率點(diǎn)跟蹤就是控制光伏陣列輸出的功率始終最大，有許多種控制方法能實(shí)現(xiàn)MPPT，它們分別是固定電壓法、擾動(dòng)觀察法、增加電導(dǎo)法、滯環(huán)比較法模糊控制、滑模控制等，雖然這些方法都能取得了一定的效果，但存在效率低的缺陷。目前的研究仍然集中在如何更好地實(shí)現(xiàn)MPPT。

1.2.5　孤島效應(yīng)

當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仍與電網(wǎng)相連，繼續(xù)為各個(gè)用戶端提供電能，此系統(tǒng)出現(xiàn)自給供電而電力公司無(wú)法掌控的孤島現(xiàn)象，稱為孤島效應(yīng)。孤島現(xiàn)象不僅會(huì)傷害檢修人員，降低電網(wǎng)安全性，造成光伏發(fā)電系統(tǒng)的過(guò)載運(yùn)行，而且會(huì)因逆變器輸出電壓和頻率不穩(wěn)定而損壞用電設(shè)備，甚至可能破壞整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)。

一般情況下，有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種檢測(cè)方式。斷電瞬間，逆變器和電網(wǎng)的連接點(diǎn)也就是并網(wǎng)點(diǎn)的電壓和頻率會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)判斷有無(wú)變化的方式為被動(dòng)式檢測(cè)，但該方法存在檢測(cè)盲區(qū)，因?yàn)楫?dāng)輸出功率和負(fù)載實(shí)現(xiàn)功率平衡的特殊情況出現(xiàn)時(shí)，被動(dòng)式檢測(cè)就會(huì)失效。不能用于在電網(wǎng)停電瞬間，主動(dòng)式檢測(cè)克服了被動(dòng)式的缺點(diǎn)，主動(dòng)地給并網(wǎng)點(diǎn)的頻率、輸出電流等增加擾動(dòng)信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，電網(wǎng)有對(duì)擾動(dòng)更新的功能，檢測(cè)信號(hào)是否經(jīng)過(guò)了實(shí)時(shí)更新來(lái)判斷孤島的方式就是主動(dòng)式檢測(cè)，主動(dòng)式檢測(cè)在局部電網(wǎng)存在多個(gè)分布式能源系統(tǒng)時(shí)效果下降，甚至無(wú)效。因此現(xiàn)在孤島效應(yīng)檢測(cè)方法的研究重點(diǎn)是性能可靠性高、檢測(cè)速度快等方面。