微型光伏并网逆变器的研究综述
光伏逆变器研究报告
光伏逆变器研究报告光伏逆变器是将光伏发电系统产生的直流电能转换为交流电能的关键设备之一。
在光伏系统中起到了至关重要的作用。
本研究报告将对光伏逆变器的原理、应用、技术发展趋势等进行详细分析和探讨。
光伏逆变器的原理是将光伏组件产生的直流电能通过逆变器转换为交流电能供电使用。
光伏逆变器通过逆变技术，将直流电能转换为特定频率和特定电压的交流电能。
逆变器的核心部件是变压器和半导体器件。
变压器起到了电流互感器的作用，将输入的低电压高电流直流电能转换为输出的高电压低电流交流电能。
半导体器件则控制了直流电到交流电的转换过程，实现了高效率的能量转化。
光伏逆变器广泛应用于太阳能发电、风能发电、生物质能发电等可再生能源行业。
光伏逆变器不仅可以将光伏模块产生的直流电能转换为交流电能，还可以实现对电网的接入功能。
通过逆变器的输出电能经过配电变压器和电网连接，可以实现对家庭、企业、公共设施等电力设备的供电。
光伏逆变器具有多种工作模式和功能，如并网逆变模式、离网逆变模式、双向电能计量和远程监控等。
光伏逆变器适应了不同应用场景和需求，实现了对电力系统的灵活调节和管理。
光伏逆变器技术的发展趋势主要包括以下几个方面。
首先是提高逆变器的转换效率。
高效率是逆变器的一大特点，可以提高发电系统的整体发电效率。
其次是提高逆变器的可靠性和稳定性。
逆变器是光伏发电系统中容易受到各种环境因素和故障影响的设备，需要具备较高的可靠性。
再次是降低逆变器的成本。
逆变器的成本主要包括材料成本、制造成本和运营维护成本等，在技术和流程方面的不断改进可以降低逆变器的总体成本。
最后是实现智能化和互联网化。
随着物联网和人工智能技术的发展，逆变器可以实现监测、控制、诊断等功能，提高光伏发电系统的管理和运营效率。
综上所述，光伏逆变器是光伏发电系统的核心设备，具有重要的应用价值和发展前景。
随着可再生能源的快速发展和技术的不断进步，光伏逆变器将会不断优化和创新，为人们提供更加便捷、高效和可靠的电力服务。
基于HPSO算法光伏并网逆变器MPPT技术研究
基于HPSO算法光伏并网逆变器MPPT技术研究随着可再生能源的迅速发展和更新技术的出现，光伏发电逐渐成为一个重要的发展方向。
墨尔本大学的研究人员在这个领域使用了HPSO算法，探索了逆变器的最大功率点跟踪（MPPT）技术，以实现在各种条件下实现最优性能。
1、光伏并网逆变器的原理光伏发电系统中，逆变器是一个非常重要的组成部分，因为它们将直流电转换为交流电，并将其发送到电网中实现共享。
逆变器必须掌握光伏系统输出功率的虚实分量，并通过控制电流和电压来保证其最佳操作。
逆变器的MPPT功能就是帮助系统找到该点，使其在不同的光照条件下都能达到最大功率输出。
2、MPPT技术的分类在实现MPPT功能方面，有各种各样的算法，其中最常见的是Perturbation and Observation（P&O）算法。
这个算法简单易懂，但是存在收敛到错误点的问题，也有其他算法，例如Fuzzy Logic Control（FLC）和Hill Climbing Search（HCS）等。
这些算法中的每一个都有其优缺点，通过研究这些算法，我们可以选择最适合特定环境的算法。
3、HPSO算法随着领域的发展，新的算法不断被引入用于光伏系统的操作效率的提高，其中包括HPSO算法。
HPSO算法是一种基于粒子群优化的算法，其基本思想是通过所有粒子的协作优化来达到全局最优解。
HPSO算法随机初始化一组粒子，然后执行对每个粒子的权重的计算。
这个过程需要让每个粒子扫描解域，同时监测所有粒子的最优解，并将其使用在进一步的搜索中，以实现更深入的优化，最终达到全局最优解。
通过使用HPSO算法对光伏逆变器进行目标功率点跟踪（PPT）的研究，与其他算法相比HPSO算法展现出许多优势。
例如，HPSO算法能够有效地避免被他处峰值或秒级短周期波动打断的问题，这是可靠和可重复的PMPT技术非常重要的因素。
4、实验为了研究HPSO算法的应用，研究人员设计了一种具有MPPT功能的光伏并网逆变器。
一种新型光伏并网逆变器的研究
一
高校 理 科 研 究
种 靳 型 伏 并 网 避 变器 帕砥 究
东南 大 学成 贤学 院 刘 丽 丽
［ 摘 要］ 本文介绍 了一种基 于导抗 变换的有 源箝位正激拓扑的光伏并 网逆变器 系统。该 系统能够降低光伏并网逆变器输 出电流的 总谐波畸 变率 ， 实现 高并 网功率 因数 ０９ ５ 同时能够提 高 系统的转换 效率， ．９ ， 实现 装置 的小型化 。 中分析 了有源籍位正激电路 ， 文 导抗 变换 器 的基 本 原 理 以及 导 抗 变换 器的 设 计 电路 ， 后 证 明 了导 抗 变换 器及 并 网逆 变 器的 整 体 效 果 。 最 ［ 关键词 ］ 变器院 有 源箝位 导抗 变换 ＤＣ／ 逆 ＤＣ
一
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ｒ干ｎ： ｒ。 ］
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ｆ＝ ｗ １ Ｕ［Ｌ ｊ－Ｃ ｉ ‘２ ：’ ． Ｌ Ｌｗ ］ １ －ｃ ２ｆ ］ ｗ （ｃ 一Ｌ ２ Ｌ
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图 １太 阳能并 网发 电系统 ２有源箝位 电路及导抗变换 的设计 ． ２１有源箝 位正激电路 ． 有源箝位 Ｆ ＲＷＡ Ｄ电路 Ｏ Ｒ
网电压快速变化 时逆变器 电流的过 度响应很快 。把导抗变换 器 与高频 逆 变器 与电网联 系起来 ， 系统 肖特基输 出端不需 串联 电感 。 因此可以实
现小 型化 与高效率 。 ２４导抗变换器设计与仿真 ．
科技信息．
Ｓ ，
高校 理科研 究
０ Ｉ
Ⅲ 柳 研究得 导抗变换 器是一个选频 网络对于导 抗变换器谐 振频率 ｗ， Ｔ 那么载波信号也应该是这个频率 ｗ 时就会很好地通过这个 网络。对于 Ｔ 其他 的频率会有很 大的衰减作 用。系统 用的 ＭＯＳ管 的开关管频率 为 ５ ＫＨ 那么选频导抗 网络的谐振参数为 ５ Ｋ ，对于这个 网络参数选 ０ ｚ ０ Ｈｚ 为 Ｌ＝． ３ ｕ Ｃ ０２ ｕ ，这 样就能 得到 一个较 为理想 的谐 振选频 网 ｛Ｉ＝ ９ Ｈ，＝ ．６ Ｆ ２ 络 。理论 的分析和仿真结果表 明效果优 良。
光伏逆变器的并网控制策略研究
光伏逆变器的并网控制策略研究光伏逆变器是将太阳能光电转换系统输出的直流电转换成交流电的关键设备。
在光伏发电系统中，光伏逆变器起着重要的作用，它能够将光伏阵列产生的直流电转换成符合电网要求的交流电并注入电网中。
光伏逆变器的并网控制策略是光伏发电系统中一个重要的研究方向。
并网控制策略主要包括功率控制策略、电压控制策略和频率控制策略等。
其中，功率控制策略是光伏逆变器的核心控制策略之一。
功率控制策略是光伏逆变器保持光伏阵列输出功率稳定并满足电网要求的方法。
光伏阵列的输出功率受到太阳辐照度的影响，受到阴影和天气等因素的影响。
因此，光伏逆变器需要根据光伏阵列的实时输出功率来调整自身的运行状态，保持输出功率的稳定。
常见的功率控制策略有最大功率点跟踪（MPPT）控制策略和功率反馈控制策略。
最大功率点跟踪控制策略通过调整光伏阵列的工作点，使得光伏阵列的输出功率达到最大值。
而功率反馈控制策略则通过测量光伏阵列的输出功率，将其与设定的目标功率进行比较，调整逆变器的输出功率使其等于目标功率。
电压控制策略是光伏逆变器保持电网电压稳定的方法。
电网电压稳定对于电力系统的稳定运行至关重要，因此，光伏逆变器需要根据电网的电压变化来调整自身的运行状态，保持电网电压的稳定。
常见的电压控制策略有无功电流注入控制策略和电压敏感无功调节控制策略。
无功电流注入控制策略是指根据电网的功率因数需求，通过调节逆变器的无功电流来维持电网的电压稳定。
而电压敏感无功调节控制策略则是通过测量电网的电压，将其与设定的电压参考值进行比较，调整逆变器的无功输出来维持电网的电压稳定。
频率控制策略是光伏逆变器保持电网频率稳定的方法。
电网频率稳定同样对电力系统的运行具有重要意义。
因此，光伏逆变器需要根据电网的频率变化来调整自身的运行状态，保持电网频率的稳定。
常见的频率控制策略有有功电流注入控制策略和频率敏感有功调节控制策略。
有功电流注入控制策略是指根据电网的频率偏差，通过调节逆变器的有功电流来维持电网的频率稳定。
光伏并网逆变器零电压穿越控制研究
光伏并网逆变器零电压穿越控制研究光伏并网逆变器零电压穿越控制研究随着全球对可再生能源需求的不断增加，光伏发电技术已经成为了当前最为广泛应用的可再生能源之一。
光伏发电技术将光能转化为电能，其中光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心组件，主要用于将光伏阵列发出的直流电转换为交流电，并将其并入电网中。
然而，在实际的应用过程中，光伏并网逆变器会受到一些因素的影响，如电网故障等，可能导致逆变器无法正常运行，进而影响整个光伏发电系统的安全与稳定。
因此，光伏并网逆变器的零电压穿越控制成为了目前的研究热点之一。
零电压穿越（Zero Voltage Crossing, ZVC）控制是一种通过控制开关器件进行主动切换的技术，主要目的是在电网电压波形的零电压交叉点附近进行切换，以提高逆变器的运行效果和电能质量。
光伏并网逆变器的主要工作原理是采用PWM （Pulse Width Modulation）技术将直流电转换成交流电，并将其接入电网，而ZVC控制技术能够有效地解决逆变器切换时可能出现的问题，如电压浪涌、谐波等。
在光伏并网逆变器的零电压穿越控制研究中，首先需要对逆变器的工作原理和电路结构进行详细的分析和研究。
可以将其分为四个主要部分：直流侧滤波电路、直流侧开关器件、交流侧滤波电路和交流侧开关器件。
其中，直流侧滤波电路主要用于过滤掉直流侧的高频噪声和滤波波动，以提供稳定的直流电源；直流侧开关器件通过控制开关周期和占空比来调整逆变器输出的电压和频率；交流侧滤波电路用于滤波逆变器输出的谐波成分，以提供纯净的交流电能；交流侧开关器件通过控制开关周期和占空比来调节逆变器输出的电压和频率。
基于上述的电路结构和工作原理，可以对光伏并网逆变器的零电压穿越控制进行进一步研究。
首先，需要确定逆变器切换的时机和方式。
在ZVC控制中，逆变器应该在电网电压波形的零电压交叉点处进行切换，以避免切换时的电压浪涌和谐波问题。
通过采用合适的控制算法和传感器，可以实现准确的切换时机和方式，提高逆变器的切换效果。
光伏并网逆变器控制策略的研究
光伏并网逆变器控制策略的研究光伏并网逆变器是太阳能发电系统中一种关键设备，主要作用是将太阳能电池板发出的直流电转化为交流电供电线路使用。
然而光伏并网逆变器所使用的控制策略至关重要，其性能直接决定了光伏发电系统的整体效率和稳定性。
因此本文将针对光伏并网逆变器的控制策略进行详细探究。
光伏并网逆变器的控制策略主要包括两个方面，即直流侧和交流侧控制。
直流侧控制通常采用最大功率点跟踪（MPPT）算法，其主要目的是最大化太阳能电池板的输出功率，以提高系统效率。
MPPT算法主要有基于传统Perturb-and-Observe（P&O）算法和改进型算法两种，前者快速响应但容易产生振荡，后者稳定性良好但响应较慢。
交流侧控制则包括即时控制和间接控制两种，即时控制主要针对逆变器的电压和电流进行调节，以保证输出电压和频率稳定；而间接控制则通常采用PID控制器对输出电压进行调节，以确保电网电压质量和稳定性。
除了MPPT和交流侧控制，光伏并网逆变器还可采用一系列其他控制策略来提高其性能。
例如，主动谐振电压调制控制（APVM）可以降低谐波污染，并提高系统效率；无功功率控制（QPC）可调节逆变器的无功功率，以便维护电网电压质量和稳定性。
此外，采用人工神经网络、遗传算法和模糊逻辑等智能控制方法也可以进一步提高光伏并网逆变器的性能和适应能力。
总之，光伏并网逆变器的控制策略对于光伏发电系统的性能和稳定性至关重要。
在实际应用中，应针对具体场景和需求，选择合适的MPPT算法和交流侧控制方法，并结合其他控制策略来提高系统性能。
未来，需要进一步探究智能控制方法在光伏并网逆变器中的应用，并持续优化控制算法和性能，以推动光伏发电技术的发展和普及。
光伏并网微逆变器的设计
光伏并网微逆变器的设计
1 光伏并网微逆变器简介
光伏并网微逆变器（Grid-tied Micro Inverter）是一种用于开
放式光伏系统的新型变换器，可以准确地将由多路太阳能单元收集的
直流能量转换为平衡的交流电能，然后将其输入到电网或本地负载中。
本设计的微逆变器的目的是研发一种适用于开放式光伏系统，可以实
现最优性能、最低成本以及最短运行时间的设备。
2 微逆变器设计原理
微型逆变器的设计原理是利用其底层发电系统“多路太阳能细胞”（Multi-junction Solar Cells）以及每个太阳能细胞交流输出最优
性能的控制逻辑。
首先，每个太阳能细胞根据其能量来划分不同等级；然后，不同等级的太阳能细胞会产生不同的相位和功率；最后，对于
每个太阳能细胞的相位和功率，根据功率曲线分析及最优化算法，以
及直流母线输出功率最大化，从而使发电系统输出最大功率。
3 硬件要求
微型逆变器硬件系统包括控制器和变换器。
控制器通过调节DC母
线及太阳能单元输出电流来实现最优化的输出效果，而变换器则利用
半导体元件的高速PWM技术来输出 AC 脉冲信号，使得逆变器能够精
确通过调节脉冲宽度调控 AC 电压，而不受 AC 电压的范围限制。
4 其他考虑因素
在微逆变器的设计中，除了硬件设计外，还必须考虑应用场景周围环境因素，比如温度等，否则可能会对设备造成严重损害。
此外，对微型逆变器的设计还需要考虑其安全性问题，即放电防护及湿度防护等，确保微逆变器的安全工作。
5 结论
由于光伏并网微逆变器能够极大提高开放式光伏系统的性能以及效率，因此本设计的微型逆变器将成为未来光伏系统中不可或缺的组成部分。
光伏系统并网逆变器的控制策略研究
光伏系统并网逆变器的控制策略研究引言在近年来的能源转型浪潮中，太阳能光伏发电作为一种可再生能源，得到了广泛应用。
光伏系统通过光伏电池板将太阳能转换为直流电能，然后通过并网逆变器将直流电转换为交流电，并注入电网。
而光伏系统并网逆变器的控制策略的研究和优化，对于提高光伏发电系统的效率和运行稳定性具有重要意义。
一、MPPT算法研究最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，简称MPPT）算法是光伏发电系统控制策略的核心。
通过实时监测太阳能电池板的输出电压和电流，以及光照强度等环境因素，MPPT算法可以动态调整光伏电池板的工作点，使光伏电池板输出的电能达到最大功率点。
当前常用的MPPT算法包括传统的Perturb and Observe算法、Incremental Conductance算法以及基于模型的MPPT算法。
传统的Perturb and Observe算法简单易实现，但对于光照变化较快的环境下可能出现震荡现象。
Incremental Conductance算法通过计算光伏电池板的导纳，可以实现更精确的MPPT，同时也增加了算法的复杂性。
基于模型的MPPT算法则可以利用电池板的电流-电压特性曲线进行精确的功率点跟踪，但对系统建模要求较高。
二、并网逆变器控制策略研究并网逆变器是将光伏电池板输出的直流电转换为交流电并注入电网的关键装置。
光伏系统并网逆变器控制策略的目标是保证输出交流电的质量稳定，并实现最大功率注入电网。
当前常用的并网逆变器控制策略包括单位功率因数控制、谐波抑制控制以及电压/频率控制。
单位功率因数控制是指通过调节并网逆变器的输出电流和电压相位差，使得逆变器的功率因数接近1，从而能够最大程度地消除谐波干扰，有效稳定电网的电压和频率。
谐波抑制控制则主要通过控制逆变器输出电流的波形，减小系统对电网产生的短路电流等谐波干扰。
电压/频率控制是逆变器控制策略中的基础，通过实时监测电网的电压和频率，将光伏系统的输出电压和频率调整为与电网保持一致。
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微型光伏并网逆变器的研究综述
作者：崔光照 杨立
来源：《电子技术与软件工程》2015年第02期
本文作者依据多年工作经验，对微型光伏逆变器进行研究分析，提出微型逆变器的特有用
途以及应用原理等，最后得出微型逆变器与大中型逆变器存在那些不同的地方，以便和同行切
磋、交流。
【关键词】能源危机 环境污染 微型逆变器 绿色能源
1 微型逆变器的原理
微型逆变的并网技术是指：对于单个的光伏组件让必备去与其进行直接的集成，为实现所
有的光伏组件都能够单独与一个最大功率跟踪功能且有直流转换功能的逆变器模块进行配备，
可以通过让光伏组件发展的电能向交流电能进行直接的转换，进而向电网传输或者是将其供应
给交流负载使用。
在进行光伏电池板的能量输入之后，利用高频 SPWM来进行反激变换器的调制，输出正
弦半波、电容Co滤波，如图1所示。
与输出交流电压频率相比，反击逆变器的开关频率是非常大的，因此输出电压在每个开关
周期内的电压值都能够看成是恒定的。
2 微型逆变器的特点
相对于传统的逆变器来说，微型逆变器的特点主要有以下几点，首先是在电压方面，逆变
器具有较高的输出电压和较低的输入电压。就单块光伏组件来说，其具有20--50V的输出电压
范围，但其电网电压能够达到311V或339V的峰值，因此与输入电压相比，输出电压峰值要
高出很多，所以就要逆变器使用具有升压变换功能的拓扑结构。升压系数的公式为：
D =
其次是其有较小的功率，100W--300W是单块光伏组件的功率范围所在，单块光伏组件同
逆变器之间要给以匹配，100W--300W是其功率等级的范围所在，在较为传统的集中式逆变器
功率的形成，是利用光伏组件进行串联来完成的，进而使得1KW成为功率组合等级的最低
值。
就微型逆变器所具有的特点来看，需要从几下几个方面来开率具体设计逆变器的方案：首
先就是其具有较高的变换效率，就整个发电系统的工作效率来看，对其有直接影响的就是并网
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逆变器的变换效率值，为了使得整个系统具有较高的发电效率，这样就是要求逆变器具有较高
的变换效率。
最后就是其体积是比较小的，因为光伏组件是同微逆变器进行直接组合的，而且光伏组件
的集成是同其体积密切相关的，体积越小越能够对其集成进行促进。
3 微型逆变器的拓扑结构选择
因为微型逆变器的应用需求有其特殊性，因此其需要进行较为传统的降压逆变器拓扑结构
的使用，如半桥拓扑、全桥拓扑等，其要选择的变换器拓扑是需要具备同时实现升降的功能。
在拓扑结构选择的时候除了需要可以实现升降变换以及逆变的功能之外，还用具有的就是可以
实现电气的隔离。与此同时需要注意的就是由于效率比较高，体积比较小，因此其隔离无法使
用工频变压器来完成，而是需要选择高频变压器。
图2（a）所示的是两种常用的DC-DC 拓扑，在低压大电流场合中推挽式结构是比较适用
的，但是其对称要比较良好，假如其初级圈或者是正负脉冲宽度等出现不对称，那么其就会使
得直流磁化分量产生没劲儿使得铁心达到饱和；在桥式电路中，其具有推挽电路中一般的开关
管应力，其比较适用于高压输入的环境，且其具有较多的开关管数。图2（b）所示的是逆变
部分能量单位功率在电网的输入，通常其选择的是板桥电路和全桥电路，就板桥电路来说，其
具有简单的结构，但其有较低的直流电压利用率，这样使得输入电流在相同输出功率中要多出
全桥电路的两倍。
不过本文分析的为推挽式结构，其更适合微型逆变器的使用。
在低压大电流场合中推挽式结构是比较适用的，但是其对称要比较良好，假如其初级圈或
者是正负脉冲宽度等出现不对称，那么其就会使得直流磁化分量产生没劲儿使得铁心达到饱
和；在桥式电路中，其具有推挽电路中一般的开关管应力，其比较适用于高压输入的环境，且
其具有较多的开关管数。图1.3（b）所示的是逆变部分能量单位功率在电网的输入，通常其选
择的是板桥电路和全桥电路，就板桥电路来说，其具有简单的结构，但其有较低的直流电压利
用率，这样使得输入电流在相同输出功率中要多出全桥电路的两倍。
4 结语
本文首先介绍了反激型并网逆变器的工作原理以及其控制措施，而且其针对硬件电路参数
以项目指标为基础来给以设计，进而又经过一系列实验来对输出电流脉动以及THD的减少中
交错并联的作用进行了验证，进而使得滤波元件尺寸得以减小；对于均流环控制，已经使得两
路均流得以实现；并且对于反激变压器漏感能量进行吸收的两种方法有源钳位和RCD进行了
比较，通过测试我们发现，有源钳位的使用使得其效率比RCD高出大约百分之二。
参考文献
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[1]王立乔，孙孝峰.分布式发电系统中的光伏发电技术[M].北京：机械工业出版社，
2010：8-10.
作者单位
郑州轻工业学院 河南省郑州市 450002