太陽能光伏發(fā)電是一種將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的新型發(fā)電技術(shù)，太陽光輻射能經(jīng)過太陽能電池轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)能量儲存、控制與保護、能量變換等環(huán)節(jié)，使之可按人們的需要向負(fù)載提供直流電能或交流電能。太陽能電池陣列所發(fā)出的電能為直流電，但是大多數(shù)用電設(shè)備采用的是交流供電方式，所以系統(tǒng)中需要有逆變器將直流電變換為交流電以供負(fù)載使用。

    在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器的效率將直接影響到整個系統(tǒng)的效率，因此，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器的控制技術(shù)具有重要的研究意義。在逆變器的設(shè)計中，通常采用模擬控制方法，然而，模擬控制系統(tǒng)中存在很多缺陷，如元器件的老化及溫漂效應(yīng)，對電磁干擾較為敏感，使用的元器件數(shù)目較多等。

    典型的模擬PWM逆變器控制系統(tǒng)采用自然采樣法將正弦調(diào)制波與三角載波比較，從而控制觸發(fā)脈沖，但三角波發(fā)生電路在高頻（20kHz）時容易被溫度、器件特性等因素干擾，從而導(dǎo)致輸出電壓中出現(xiàn)直流偏移，諧波含量增加，死區(qū)時間變化等不利影響。高速數(shù)字信號處理器（DSP）的發(fā)展使太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中逆變器的數(shù)字化控制成為可能。因其大部分指令可在一個指令周期內(nèi)完成，因此可以實現(xiàn)較為復(fù)雜的先進的控制算法，進一步改善輸出波形的動態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能，并且可以簡化整個系統(tǒng)的設(shè)計，使系統(tǒng)具有良好的一致性。

    逆變器是一種功率電子電路，能把太陽能電池陣列發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電為交流負(fù)載供電，是整個太陽能發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵組件。光伏逆變器有兩個基本功能：一方面是為完成DC/AC轉(zhuǎn)換為交流負(fù)載提供電能，另一方面是找出最佳的工作點以優(yōu)化太陽能光伏系統(tǒng)的效率。對于特定的太陽光輻射、溫度及太陽能電池類型，太陽能光伏系統(tǒng)都相應(yīng)有唯一的最佳電壓及電流，從而使光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出最大功率的電能。因此，在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中對逆變器提出以下基本要求：

    1）逆變器要具有合理的電路結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格的元器件篩選，并要求逆變器具備各種保護功能，如輸入直流極性接反保護，交流輸出短路保護，過熱，過載保護等。

    2）具有較寬的直流輸入電壓適應(yīng)范圍，由于太陽能太陽能電池陣列的端電壓隨負(fù)載和日照強度而變化，蓄電池雖然對太陽能電池的電壓具有鉗位作用，但由于蓄電池的電壓隨蓄電池剩余容量和內(nèi)阻的變化而波動，特別是當(dāng)蓄電池老化時其端電壓的變化范圍很大，如12V蓄電池，其端電壓可在10V～16V之間變化，這就要求逆變器必須在較寬的直流輸入電壓范圍內(nèi)保證正常工作，并保證交流輸出電壓穩(wěn)定在負(fù)載要求的電壓范圍內(nèi)。

    3）逆變器盡量減少電能變換的中間環(huán)節(jié)，以節(jié)約成本、提高效率。

    4）逆變器應(yīng)具有較高的效率，由于目前太陽能電池的價格偏高，為了最大限度地利用太陽能電池，提高系統(tǒng)效率，必須提高逆變器的效率。

    5）逆變器應(yīng)具有較高的可靠性，目前太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要用于邊遠(yuǎn)地區(qū)，許多太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)無人值守和維護。這就要求逆變器具有高的可靠性。

    6）逆變器的輸出電壓與國內(nèi)市電電壓同頻、同幅值，以適用于通用電器負(fù)載。

    7）在中、大容量的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器的輸出應(yīng)為失真度較小的正弦波。因在中、大容量系統(tǒng)中，若采用方波供電，輸出將含有較多的諧波分量，高次諧波將產(chǎn)生附加損耗，許多太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)載為通信或儀表設(shè)備，這些設(shè)備對電源品質(zhì)有較高的要求。對于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器而言，高質(zhì)量的輸出波形有兩方面的指標(biāo)要求：一是穩(wěn)態(tài)精度高，包括THD值小，基波分量相對參考波形在相位和幅度上無靜差；二是動態(tài)性能好，即在外界擾動下調(diào)節(jié)快，輸出波形變化小。

    8）逆變器要具有一定的過載能力，一般能過載125%～150%。當(dāng)過載150%時，應(yīng)能持續(xù)30s；當(dāng)過載125%時，應(yīng)能持續(xù)60s以上。逆變器應(yīng)在任何負(fù)載條件（過載情況除外）和瞬態(tài)情況下，都應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)的額定正弦輸出。