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如果將此開(kāi)關(guān)橋的開(kāi)關(guān)速度設(shè)置成與電網(wǎng)頻率相同，則在理論上可以將橋的輸出側(cè)與電網(wǎng)連接。但是，由于這樣輸出的電流是方波，且強(qiáng)度沒(méi)有變化，因此需要在輸出端安裝一個(gè)具有鐵芯的電感器，用以將輸出電流控制成為正弦波形狀。橋的斷開(kāi)采用脈沖過(guò)程進(jìn)行，從而形成與脈沖相關(guān)的較小電流分量。這樣的電流分量可以對(duì)電感器的電流進(jìn)行控制。脈沖的頻率一般為20kHz，這樣就完全可以形成50Hz的電流，如圖1（b）所示。

對(duì)于光伏逆變器來(lái)說(shuō)，還有一個(gè)非常重要的設(shè)備不能遺漏：輸入端的電容器，如圖1（c）所示。電容器的作用是儲(chǔ)存電能，確保來(lái)自發(fā)電側(cè)的電流持續(xù)一致供給橋接開(kāi)關(guān)，并通過(guò)與電網(wǎng)頻率同步變化的橋進(jìn)入電網(wǎng)。只有在輸入電容器的容量足夠大的情況下，才能夠保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的持續(xù)、正常運(yùn)行。

圖2描述了可用于直接并網(wǎng)的逆變器的基本功能，但在實(shí)際應(yīng)用中，輸入電壓的范圍具有一定的局限性。對(duì)于并網(wǎng)發(fā)電應(yīng)用，其輸入電壓必須在任何時(shí)刻都高于電網(wǎng)的峰值電壓。當(dāng)電網(wǎng)電壓的有效值為250V時(shí)，為達(dá)到正常并網(wǎng)，要求發(fā)電側(cè)的最低電壓應(yīng)為354V。

與標(biāo)準(zhǔn)逆變器的基本設(shè)計(jì)不同，直接并網(wǎng)逆變器有很多方法來(lái)調(diào)整或提升輸入電壓范圍。常用的逆變器技術(shù)方案與結(jié)構(gòu)都各不相同，上面提到的逆變器拓樸結(jié)構(gòu)不僅在電氣隔離方面不同，在可達(dá)到的效率、對(duì)電壓的依賴性等方面也各不相同。因此，沒(méi)有統(tǒng)一的公式來(lái)界定何種逆變器設(shè)計(jì)是最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中必須要考慮到具體使用的逆變器特性。

光伏逆變器設(shè)計(jì)的另一個(gè)趨勢(shì)是擴(kuò)大輸入電壓范圍，這會(huì)導(dǎo)致相同功率級(jí)下輸入電流的減小，或相同輸入電流下功率級(jí)的提高。輸入電壓比較高時(shí)，需要使用額定電壓更高(1200V范圍內(nèi))的IGBT，從而產(chǎn)生更大的損耗。解決這一問(wèn)題的一個(gè)方法是采用三電平逆變器，如圖3所示。

采用兩個(gè)串聯(lián)的電解電容可把高輸入電壓一分為二，將中間點(diǎn)與零線(neutralline)連接，這時(shí)就可以再采用600V開(kāi)關(guān)。三電平逆變器可在三個(gè)電平間進(jìn)行轉(zhuǎn)換：+Vbus、0V和–Vbus。此方案除了比1200V開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)的解決方案更有效之外，三電平逆變器還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是輸出電感大為減小。三電平逆變器主要有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：

①由多個(gè)電平臺(tái)階合成的輸出電壓正弦波形，在相同開(kāi)關(guān)頻率條件下，與傳統(tǒng)二電平逆變器相比，諧波含量大大減少，改善了輸出電壓波形；

②開(kāi)關(guān)管的電壓額定值只為直流母線上電壓的一半，使低壓開(kāi)關(guān)器件可以應(yīng)用于高壓變換器中。

但是，三電平逆變器的缺點(diǎn)是控制策略較復(fù)雜和出現(xiàn)中點(diǎn)電壓不平衡的問(wèn)題，其中，中點(diǎn)電壓不平衡是三電平逆變器的一個(gè)致命弱點(diǎn)。顯然，若逆變器直流母線上并聯(lián)兩電容的中點(diǎn)電壓在運(yùn)行時(shí)不穩(wěn)定，它將引起輸出的三電平電壓變化，不僅使輸出電壓波形畸變，諧波增加，而且使三相輸出電流不對(duì)稱，失去三電平逆變器的優(yōu)勢(shì)。然而，對(duì)于中點(diǎn)電壓不平衡問(wèn)題，目前尚未有根本的解決方法。其中有代表性的方法一是利用改進(jìn)硬件電路實(shí)現(xiàn)中點(diǎn)電壓平衡的方法；二是通過(guò)改變開(kāi)關(guān)時(shí)序或控制矢量電壓持續(xù)時(shí)間的方法實(shí)現(xiàn)電壓平衡。但都存在電路復(fù)雜、控制效果不理想的問(wèn)題。

目前，只要光伏發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，完全可以經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。直接并入電網(wǎng)的無(wú)變壓器型逆變器因?yàn)槠涞统杀?、高效率而日益受到重視。變壓器將電能轉(zhuǎn)化成磁能，再將磁能轉(zhuǎn)化成電能，在輸入與輸出端之間安裝的電氣隔離裝置導(dǎo)致的能量損失可達(dá)到1%，甚至高達(dá)2%。因此，無(wú)變壓器型逆變器的運(yùn)行效率要比變壓器型逆變器高，這種技術(shù)還有很多其它的優(yōu)點(diǎn)，例如材料消耗少、重量輕等。