最大功率跟踪原理及控制方法
粒子群优化光伏系统最大功率跟踪设计
粒子群优化光伏系统最大功率跟踪设计摘要:局部阴影条件下光伏阵列的P-V特性会出现多个极值点,使常规的最大功率跟踪算法失效。
本文提出基于粒子群优化算法的最大功率控制方法,来解决局部遮阴下的最大功率跟踪问题。
关键词:粒子群算法最大功率点跟踪局部1 研究背景局部遮阴情况在户用光伏化发电系统中普遍存在,它会造成太阳能光伏发电系统输出功率下降,严重时会引起“热斑”效应造成安全问题。
同时,在局部遮阴情况下,光伏阵列的输出特性会呈现多个峰值点,使常规的最大功率跟踪算法失效。
本文利用粒子群优化算法多变量寻优的特性,对光伏阵列的最大功率点进行寻优,解决局部遮阴下的最大功率跟踪控制问题。
2 粒子群优化最大功率跟踪算法2.1 光伏阵列的P-V特性不同光照强度下,光伏电池有不同的I-V特性,当发生局部遮阴现象,使得光伏组件有不同的最大功率点。
串联起来的光伏组件,流过的电流相等,但是在不同的光照强度下,整体的P-V特性呈现多个极值点,如图1所示,传统的单峰值最大功率跟踪算法失效。
如图1所示2.2 粒子群优化算法流程粒子群(PSO)优化算法中,每个优化问题的潜在解都是搜索空间中的一个“粒子”,所有的粒子都有一个被目标函数决定的适应值。
本文定义目标函数为光伏阵列的输出功率,变量为最大功率点输出电压。
(1)算法初始化设种群数量为30,迭代次数为60,分别对粒子的位置、最大速度、加权系数和学习因子初始化。
即:pop_size=30;max_gen=60;part_size=2;v_max=2;w_max=0.9;w_min= 0.4;c1=2;c2=2;(2)种群评价目标函数为阵列的输出功率,以两个阵列的系统为例,适应值函数的表达式为:(3)确定个体和全局适应值比较单个粒子当前适应值和历史最好适应值,如果当前适应值大,则更新单个粒子的。
每一个粒子的最好适值都确定后再相互比较以确定全局的最好适应值。
(4)根据公式(1)、(2)更新所有粒子的速度和位置。
立方星电源系统最大功率点跟踪优化控制方法
立方星电源系统最大功率点跟踪优化控制方法李朋;周军;于晓洲【摘要】针对立方星在能量来源严重受限条件下如何提高太阳能利用率的难题,提出一种适用于立方星的集中供电式空间微电源架构(EPS),并设计基于改进粒子群优化算法的最大功率点跟踪(MPPT)控制策略来提升能量转换效率.首先,推导太阳电池阵列的数学模型,并根据太阳电池阵列的工作特性,提出电源系统最大功率点跟踪控制的物理系统实现结构.其次,设计基于改进粒子群优化(PSO)的最大功率点跟踪控制算法,并进行了数学仿真校验.最后,对所设计的电源系统架构进行了硬件实现和试验验证.地面试验结果表明,电源系统的太阳能最大转换效率可达95.5％.该电源系统成功应用于世界首颗12U立方星“翱翔之星”的飞行试验,在轨数据表明电源系统工作状态良好,为微纳卫星电源系统的设计提供了有益参考.【期刊名称】《宇航学报》【年(卷),期】2019(040)007【总页数】7页(P824-830)【关键词】立方星;微纳卫星;电源系统(EPS);最大功率点跟踪(MPPT);粒子群优化(PSO)【作者】李朋;周军;于晓洲【作者单位】西北工业大学精确制导与控制研究所,西安710072;西北工业大学精确制导与控制研究所,西安710072;西北工业大学精确制导与控制研究所,西安710072【正文语种】中文【中图分类】V4420 引言立方星(CubeSat)作为微纳卫星家族的一类在近年来得到了迅猛发展。
其典型特点表现为标准化、模块化、低成本、研制周期短和发射灵活。
立方星最小单位为1U，即边长为10 cm的立方体，在此基础上可扩展为多U结构，目前已在对地观测、新技术验证等方面得到大量应用[1-2]。
电源系统是立方星中进行能量收集、转换、存贮和分配的子系统，直接决定了卫星任务的成败。
卫星电源按能量传输途径可分为直接能量传输(Direct energy transfer,DET)和最大功率点跟踪(Maximum power point tracking,MPPT)两类系统。
光伏逆变器功率调节原理
光伏逆变器功率调节原理
光伏逆变器功率调节是为了保证光伏发电系统的输出功率始终与负载需求匹配。
光伏逆变器的功率调节原理一般有以下几种：
1. MPPT原理（最大功率点跟踪）：光伏电池阵列的输出功率
与太阳辐照度和温度有关，而光伏逆变器的任务是实时追踪当前的最大功率点，使得光伏电池阵列能够以最佳工作状态输出功率。
光伏逆变器通过不断调整电压或电流的输出来实现最大功率点的追踪。
2. 电压控制：光伏逆变器中一般会设置一定的输出电压范围，当负载需要不同功率时，逆变器会根据负载要求调整输出电压来实现功率调节。
3. 频率控制：有些光伏逆变器可以通过调整输出电压的频率来实现功率调节。
通过改变输出电压的频率，可以调整逆变器输出的功率。
4. 即时响应技术：光伏逆变器需要具备快速的响应能力，能迅速根据负载要求调整输出功率。
一些先进的逆变器会采用即时响应技术，通过实时检测负载需求，迅速调整输出电压或频率，以确保稳定的输出功率。
以上是一些常见的光伏逆变器功率调节原理，不同的逆变器厂家和型号可能会采用不同的调节策略，但核心目标都是确保光伏发电系统的输出功率始终与负载需求匹配。
光伏发电系统MPPT控制方法概述 范烨
光伏发电系统MPPT控制方法概述范烨摘要：在光伏发电系统中，快速准确地进行最大功率点跟踪有利于光伏组件功率的充分利用。
因此，本文主要对光伏发电系统MPPT控制方法进行了详细分析。
关键词：光伏发电；MPPT；控制方法一、常规的MPPT技术的缺点（1）恒电压法，这种方法比较简单、容易实现光伏阵列工作在最大功率点电压附近，而且系统较稳定；但是，由于只是一种近似的最大功率跟踪方法，特别是当温度变化较大时，最大功率点电压也相应变化较大，使得跟踪效率不高。
（2）扰动观察法，是一种常用的方法；但是，光伏阵列只能在最大功率点附近震荡工作，有相当一部分功率会因此而损失。
（3）间歇扫描法，这种方法相对比较稳定可靠，算法比较简单；但是这种方法无法实现连续的功率输出，同时控制器必须要有较大的存储空间。
（4）模糊控制法，是现今一种比较先进的控制方法，精度好，速度快，但是这种控制方法要求设计人员具备更多的直觉和经验。
二、MPPT控制方法（一）常规MPPT控制方法恒电压跟踪法依靠光伏阵列在不同的日照强度和相同的温度下最大功率点电压基本不变的原理，控制光伏阵列的输出电压Uv恒定工作在电压Vm来完成对最大功率的追踪。
开路电压法是其最大功率点工作电压V1与开路电压V2的比值约为0.76，将其工作电压设定为0.76倍的开路电压，此时光伏阵列即近似工作在最大功率点。
短路电流法是其最大功率点输出电流Im与短路电流Is的比值近似等于0.91而设计的算法。
这些方法较实用，但它们只是近似的MPPT方法，在环境条件快速变化的时候，会带来较大的能量损失。
扰动观察法是初设一个光伏阵列工作电压，通过调节功率管的占空比给光伏阵列输出电压周期性扰动，比较扰动前后的输出功率，如果增加，则光伏电池工作于MPP左侧，保持当前的扰动方向，增大光伏阵列输出端电压；反之亦然。
该方法简单，但会导致输出在MPP附近振荡，造成一定的功率损失，并且当环境变化剧烈时有可能导致跟踪失败。
太阳能电池板 最大功率点曲线
太阳能电池最大功率点跟踪最大功率点跟踪控制MPPT使太阳能电池板能在各种不同的日照和温度环境下有效地跟踪最大功率点，是使用合适的MPPT 控制算法控制电池板尽可能地工作在最大功率点上。
本课件只就常用的3种方法的工作原理作简单介绍。
图4是太阳能电池最大功率点跟踪控制主要组成框图，主要通过采集电池阵列的输出电压与电流，根据相应控制算法，调整变换器的输出来改变电池阵列的输出电压，达到对最大功率点的跟踪。
变换器输出端的电压与电流检测用于计算机对输出控制的参考。
最大功率点跟踪控制主要组成框图图4--最大功率点跟踪控制主要组成框图恒电压跟踪CVT(Constant Voltage Tracker )在图2中可看到，当温度一定时，各曲线的最大功率点基本在一根垂直线上，只要找到这条垂直线，确定电压值Um，通过对负载的控制使电池板输出维持在Um，就可以保证电池板在大多数光照条件下工作在最大功率点。
CVT方法具有控制简单,可靠性高,稳定性好，易于实现等优点，由于这种跟踪方式忽略了温度对太阳能电池开路电压的影响。
以单晶硅太阳能电池为例，当环境温度每升高1 ℃时，其开路电压下降率为0.35%～0.45%，对于四季温差或日温差比较大的地区，该方式不能在所有的温度环境下跟踪最大功率。
CVT方法的优点：控制方法简单、稳定性较高、易于实现。
CVT方法的缺点：由于没有考虑太阳能电池温度对开路电压的影响，当电池温度变化较大时能量损失较大。
CVT方法只是一种近似的最大功率跟踪方法，实用在环境温度变化不大、日照稳定的地区的小型光伏系统。
一个简单简单的方法，可在电池板附近设置环境温度检测，根据环境温度值与经验来修正Um值，可在一定程度上弥补温度变化带来的功率损失。
扰动观察法（Perturbation and Observation method）扰动观察法也称为登山法，是一个自然寻优过程，目前应用较多。
其原理是在光伏阵列正常工作时，每隔一定的时间用较小的步长改变太阳能电池的输出电压，方向可以是增加也可以是减少，并检测功率变化方向，来确定寻优方向，如果输出功率增加，那么继续按照上一周期的方向继续“干扰”，如果输出功率减小，就改变其扰动方向，如此不停地周而复始,使太阳能电池板动态地工作在最大功率点的附近。
基于双并联Boost电路的光伏系统最大功率点跟踪控制方法
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｎ ９ １ ０
文 献 标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ ０ ９ ８ — ０ ４
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Ｄ Ｃ环 节 的 额 定 功 率 和减 小直 流母 线 电压 的 纹 渡 。 针 对传 统 扰 动 观 察 法 存 在 的 振 荡和 误 判 问题 ， 提 出 了一 种 新 型 的基
光伏电池最大功率点跟踪控制方法的对比研究及改进
光伏电池最大功率点跟踪控制方法的对比研究及改进摘要：光伏发电系统中光伏电池的输出特性具有唯一的最大功率点(MPP)，需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪(MPPT)。
文中分析了几种常见的最大功率点跟踪控制方法，对比分析了它们的优缺点。
针对MPPT控制方法中存在的启动特性较差、跟踪过程不稳定、精度不高等特点，采用一种改进爬山法，该法以恒定电压法作为启动特性及采用变步长进行跟踪控制，并利用Matlab/Simulink搭建了改进爬山法的MPPT控制模型，仿真结果验证该方法的有效性。
关键词：光伏发电;最大功率点跟踪;改进爬山法面对日益枯竭的化石能源和不断恶化的生态环境，人类需要进行第三次能源结构转换，从矿物能源向可再生能源转换，用可再生能源替代矿物能源，用无碳能源、低碳能源替代高碳能源[1]。
为降低对传统能源的依赖，世界对新型能源的重视越来越高。
太阳能是最具潜能的新能源形式之一，其中光伏发电是太阳能利用的有效方式之一。
光伏发电具有许多优点，如：安全可靠，无噪声，无污染，能量随处可得，无需消耗燃料，不受地域限制，规模大小随意，无需架设输电线路，可以方便地与建筑物相结合等，这些优点都是常规发电和其他发电方式所不可比拟的[1]。
在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率，达到充分利用太阳能资源的目的，一个重要的途径就是实时调节光伏电池的工作点，使之工作在最大功率点附近，这一过程就称为最大功率点跟踪[2]。
1 光伏电池模型及输出特性1.1 光伏电池的数学模型在光照强度和环境温度一定时，光伏电池既非恒压源，也非恒流源，也不可能为负载提供任意大的功率，是一种非线性直流电源。
其等效电路如图1所示[1,3]。
图1中，UJ为PN 结电压，Id为光伏电池在无光照时的饱和电流，Id=Io{EU+IRS) nKT-1}.一个理想的太阳能电池，由于串联电阻RS很小，旁路电阻Rsh很大，所以在进行理想电路的计算时，它们均可忽略不计。
由图1的太阳能光伏电池等效电路得出：I=Iph-I0[eq(U+IRS) nKT -1]- U+IR R s sh(1)式中，I为光伏电池输出电流;I0为PN结的反向饱和电流;Iph为光生电流;U为光伏电池输出电压;q为电子电荷，q=1.6伊10-19 C;k为波尔兹曼常数，k=1.38伊10-23 J/K;T 为热力学温度;n为N结的曲线常数;Rs，Rsh为光伏电池的自身固有电阻。
光伏发电最大功率点跟踪控制Boost变换器研究
出光伏 系统 改进 ＭＰ Ｐ Ｔ 控 制 算 法 。将 该 算 法 用 单
片机 实现 ， 并 结合 Ｐ Ｉ 调节， 实现 系统在 最 大功 率 点 的稳 定输 出。给 出 了适 用 于 ＭＰ Ｐ Ｔ 控 制 的 具 有 保
护功 能 的 Ｂ ｏ ｏ ｓ ｔ变换 器设 计 方 案 。 仿 真 分 析 以 及 实
［ ２ ］ 邓 星钟 ． 机 电传 动控制 Ｉ － Ｍ］ ． 武汉 ： 华 中科技 大学 出版
４ 结 束语
从 电气控 制 方 案 、 元 器件 选 型 及 现场 环 境 等诸 多 因素 综合 考虑 ， 并 根据 用户需 求 ， 对加 热炉 进行 了
社 ， ２ ０ ０ ６ ．
Ｉ ｓ ］ 袁 春 坤 ．基 于现 场 总 线 的 变 频 调 速 系 统 在 电 厂 锅 炉 给
表1mppt控制方法的优缺点比较方法优点缺点cvt精度差电压设置对工作效率影响大pao稳态值只在最大功率点附近运行功率跟踪非单调性误差算法不严谨ic控制效果好稳定度高不受功率时间曲线影响由表1可知采用恒定电压控制法控制时负载系统如蓄电池充电系统的启动过程具有最优的特性仅需要判断光伏发电系统的实际输出电压与设定电压指令值之间的大小关系单方向调节控制器输出功率输出单向增加无振荡
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光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现
参考内容
摘要
本次演示旨在研究光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的问题。通过文献综 述和实验研究，本次演示分析了最大功率点跟踪算法的原理、优缺点及在不同情 况下的性能表现。实验结果表明，采用合适的最大功率点跟踪算法可以有效提高 光伏发电系统的效率。本次演示的研究为优化光伏发电系统的性能提供了有益的 参考。
因此，针对现有方法的不足，本次演示将采用一种改进的扰动观察法来实现 最大功率点跟踪。
方法与算法
本次演示采用改进的扰动观察法来实现光伏发电系统最大功率点跟踪。该方 法通过在扰动电压或电流的基础上，引入一个动态调节因子，以改善系统的响应 速度和跟踪精度。具体实现步骤如下：
1、初始化：设定初始电压或电流值，以及动态调节因子的初始值。
引言
随着环境问题和能源短缺问题的日益严重，可再生能源的开发和利用逐渐成 为人们的焦点。光伏发电作为一种重要的可再生能源，具有清洁、可分散式布局 等优势，但也面临着转换效率低、稳定性差等问题。其中，最大功率点跟踪 （MPPT）算法是提高光伏发电系统效率的关键技术之一。因此，本次演示旨在深 入探讨光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究。
结果与讨论
实验结果表明，MPPT-PID和MPPT-扰动观察法在电能产量方面表现出色，但 在稳定性方面存在一定欠缺。DC-DC变换器法和MPPT-恒压法在稳定性方面表现良 好，但电能产量相对较低。此外，不同算法在不同环境和光照条件下的性能也存 在差异。例如，在低光照条件下，MPPT-PID和MPPT-扰动观察法的表现较好；而 在高光照条件下，DC-DC变换器法和MPPT-恒压法的表现相对较好。
研究方法
本研究采用实验对比的方法，分别对基于数学模型的MPPT-PID和MPPT-扰动 观察法，以及基于电路理论的DC-DC变换器法和MPPT-恒压法进行实验测试。实验 中，通过调整不同算法的参数，观察其在不同环境和不同光照条件下的性能表现。 同时，为了更准确地评估算法的性能，引入了电能产量和系统稳定性两个评价指 标。
光伏发电系统最大功率追踪算法及其仿真
安 伟(1982—),男,硕士研究生,研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用。
光伏发电系统最大功率追踪算法及其仿真安 伟, 赵剑峰(东南大学,江苏南京 210010)摘 要:针对普通的最大功率算法在最大功率点振荡、追踪速度不高等缺点,提出了一种新的最大功率点跟踪控制方法———直线近似法结合变步长扰动观察法的最大功率追踪方法。
仿真结果表明,该方法可有效消除传统方法在最大功率点处的功率振荡。
关键词:光伏发电系统;最大功率点追踪;直线近似法;变步长扰动观察法中图分类号:TK514 文献标识码:A 文章编号:100125531(2009)0420053204M ax i m u m Power Po i n t Tracker A lgor ith m and S i m uli n kof Photovolt a i c Power Syste mAN W ei, ZHAO J ianfeng(Southeast University,Nanjing 210010,China ) Abstract:A i m ing at the nor mal maxi m u m power point tracker (MPPT )algorith m ’s s ome deficiencies in l owtracing rate and concussi on near the maxi m u m power point,a new MPPT methods —beeline app r oxi m ati on method combined with perturbati on and observati on method with changing perturbati on step was p resented .Si m ulink result indicated that the M PPT method could eli m inate the power oscillati on at maxi m u m power point .Key words:photovolt a i c power syste m;max i m u m power po i n t tracker(M PPT);beeli n e approx i m a 2ti on m ethod;perturba ti on and observa ti on m ethod w ith chang i n g perturba ti on step赵剑峰(1972—),男,教授,博士生导师,研究方向为电力电子技术及其在电力系统中的应用,电能质量监测、分析及其治理方案,电力节能技术及设备的研制。
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最大功率跟踪原理及控制方法
2.1最大功率跟踪原理
太阳能电池的输出特性如图一所示，从图中的P/V特性曲线可以看出，随着端电压的增加输出功率先增加后减小，说明存在一个端电压值，在其附近可获得最大功率，因此，在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,这一过程就称之为最大功率点跟踪-MPPT。
图一光伏电池的特性曲线
2.2 最大功率跟踪的控制方法
MPPT的控制方法：光伏系统中的最大功率点跟踪的控制方法很多，使用最多的是自寻优的方法，即系统不直接检测光照和温度，而是根据光伏电池本身的电压电流值来确定最大功率点。
这种方法又叫做TMPPT(True Maximum Power Point Tracking)。
在自寻优的算法中，最典型的是扰动观察法和增量电导法。
本论文使用扰动观察法，扰动观察法主要根据光伏电池的P-V特性，通过扰动端电压来寻找MPPT，其原理是周期性地扰动太阳能电池的工作电压值( ),再比较其扰动前后的功率变化，若输出功率值增加，则表示扰动方向正确，可朝同一方向(+ )扰动；若输出功率值减小，则往相反(- )方向扰动。
通过不断扰动使太阳能电池输出功率趋于最大，此时应有[8]。
此过程是由微处理器即C8051F320控制完成的。
3、系统的总体结构
3.1系统的结构图
系统的结构图如图二所示。
其中单片机要采集太阳能电池的输出电压和输出电流及蓄电池的充电电流和开路电压，通过一定的控制算法（即改变占空比），调节太阳能电池的输出电压和电流，从而实现太阳能电池在符合马斯曲线的条件下以最佳功率对蓄电池充电，系统的硬件主要由核心控制模块、采样模块、驱动模块、升压式DC/DC变换器模块组成。
图二系统结构图
本课题选用单片机C8051F320，利用C8051F320产生PWM，进而实现最佳功率充电。
C8051F320的可编程计数器/定时器阵列PCA0由一个专用的16位计数器/定时器和5个16位捕捉/比较模块组成。
每个捕捉/比较模块有其自己的I/O线，系统在这里选择PCA的模块0和模块1，每个模块的工作方式是8位脉冲宽度调制器方式，占空比由式（1）给出。
（1）
由式（1）可知，当PCA0CPHn=0时占空比最大为100%，当PCA0CPHn=0xFF时占空比最小为0.39%。
可以通过清‘0’ECOMn位产生0%的占空比【9】。
3.2系统的流程图
系统的流程图如图三所示。
在蓄电池充电之前先检查蓄电池当前容量C，如果C小于额定容量的30﹪，就要切断负载向上位机发送警告信号，防止蓄电池过度放电。
如果C大于额定容量的30﹪，那么就要采集蓄电池的充电电流，如果符合当前马斯曲线所对应的最佳充电电流即最大充电电流时，便可以此电流对蓄电池充电；如果大于时，要调整占空比，使趋近于；如果小于时，这时要调整占空比，如果趋近于，则以此电流充电，否则，就要以最大功率所对应的电流对蓄电池充电。
系统流程图图三
4、实验结果
本实验的太阳能电池在标准测试条件下的额定峰值功率为36W，开路电压为21.5V，经实验，得到直接对蓄电池充电和采用MPPT算法充电在不同条件下测得的充电电流，实验表明，采用了MPPT充电控制器以后，在相同的外界条件下，太阳能电池的充电功率比直接充电有了明显的提高。
表一对比实验结果
参考文献
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【9】新华龙公司.C8051F320/1混合信号ISP FLASH微控制器数据手册[J].潘琢金，译.2004：203-215.
作者简介
韩文颖，女，硕士，内蒙古工业大学工程训练中心教师。
赵明君，男，硕士，长治供电分公司继电保护所。
孙万利，男，硕士，内蒙古工业大学工程训练中心教师。
韩萍，女，学士，长治供电分公司继电保护所。
逆变器的原理及其在光伏发电系统中的应用
2012-05-15 08:45:38 来源：电子工程网评论：0点击：480
目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。
中国太阳能光伏网讯：目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。
此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。
另外，光伏发电最终将实现并网运行，这就必须采用成熟的市场模式，今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。
光伏发电系统对逆变电源的要求采用交流电力输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变器四部分组成（并网发电系统一般可省去蓄电池），而逆变器是关键部件。
光伏发电系统对逆变器要求较高：
１．要求具有较高的效率。
由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。
２．要求具有较高的可靠性。
目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。
３．要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如１２Ｖ蓄电池，其端电压可在１０Ｖ～１６Ｖ之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。
４．在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。
这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免与公共电网的电力污染，也要求逆变器输出正弦波电流。
逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。
对大容量的逆变器，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到２２０Ｖ，在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如１２Ｖ、２４Ｖ，就必须设计升压电路。
中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种，推挽电路，将升压变压器的中性插头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。
其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。
全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管调节输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。
由于该电路具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。
该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。
另外，为防止上、下桥臂发生共同导通，必须设计先关断后导通电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。
推挽电路和全桥电路的输出都必须加升压变压器，由于升压变压器体积大，效率低，价格也较贵，随着电力电子技术和微电子技术的发展，采用高频升压变换技术实现逆变，可实现高功率密度逆变，这种逆变电路的前级升压电路采用推挽结构，但工作频率均在２０ＫＨｚ以上，升压变压器采用高频磁芯材料，因而体积小、重量轻，高频逆变后经过高频变压器变成高频交流电，又经高频整流滤波电路得到高压直流电（一般均在３００Ｖ以上）再通过工频逆变电路实现逆变。
采用该电路结构，使逆变器功率大大提高，逆变器的空载损耗也相应降低，效率得到提高，该电路的缺点是电路复杂，可靠性比上述两种电路低。