小编为大家简单介绍一下太阳能电池发电的原理，这一阶段接下来介绍一下太阳能电网设备的工作原理和应用。
除了一些偏远地区为弥补电网覆盖不足而建立的小型光伏电站外，大部分光伏发电设备(包括家庭屋顶光伏发电)需要通过并网设备接入大电网。
光伏并网系统一般由光伏阵列、储能系统、并网逆变器、控制器和集成继电保护装置组成。目前，在并网逆变器中出现了一种与储能系统集成的新型逆变器。由于光伏发电受到光照、温度等外部因素的影响较大，储能系统将保证光伏发电系统稳定、连续的输出。逆变器是将光伏电池产生的能量转化成正弦电流进入电网;控制器控制的最大功率点跟踪的光伏电池,和逆变器的波形和功率发电电流,以便平衡传输到电网的光伏阵列产生的最大功率,通常与逆变器集成。继电保护系统可以保证光伏系统和电网的安全。
从介绍可以看出,网格系统中,逆变器起着至关重要的作用,不仅是光伏电池方阵之间的能量转换和交流电网系统的关键设备,而且对光伏发电最大功率点跟踪的控制翻译(MPPT)是一个重要的任务,它的安全性、可靠性、逆变器效率、生产成本和其他因素,电力系统的正常运行和发电效益的影响巨大。
光伏并网逆变器具有不同于其他逆变器的特点。
光伏发电系统对并网逆变器的要求
需要高效率
由于光伏电池价格昂贵，为了最大限度的利用太阳能电池，提高系统的效率，我们必须努力提高逆变器的效率。否则势必会增加矩阵中光伏电池模块的数量和矩阵所占的面积，从而大大增加光伏电站的设备投资和民用建设成本。因此，一般要求10kVA以下的逆变器效率为90% >，10kVA以上的逆变器效率为95% >。
需要高可靠性
目前,光伏发电系统主要用于边远地区,许多电站都无监督和维护,这就要求相反的交流设备合理的电路结构,严格组件筛选,和逆变器应该有多种保护功能,如输入直流极性反转保护、交流输出短路保护,过热,过载保护等。
需要大范围的直流输入电压
由于光伏电池的端电压随着负载和日照强度的变化而变化，要求逆变电源必须在较大的直流输入电压范围内正常工作，保证交流输出电压的稳定。
逆变器需要输出正弦电流
当中、大容量光伏发电系统接入电网时，为了避免电力污染公共电网，逆变器需要输出正弦波电流。并能实现高功率因数的正弦波形。
要求逆变器的电磁干扰小
由于大部分光伏并网发电都是在家中进行的，所以要求逆变器有较小的电磁干扰，不会影响生活环境，也不会干扰其他家用电器的正常运行。
逆变器的分类
两级逆变器
逆变器按主电路结构分为电压型和电流型，或单相和三相，或单级和多级。
根据输出的绝缘形式主要分为工频变压器绝缘方式、高频变压器绝缘方式、无变压器无绝缘方式。
传统的光伏逆变器大多采用两级电路结构。前级为升压式dc-dc变换器，后级为全桥式dc-ac变换器。控制技术相对成熟、简单。
单级逆变器
由于传统的两级逆变器需要经过两次功率转换，系统的效率难以提高。新型光伏逆变器采用单级电路结构。光伏电池的直流电压必须高于峰值输出电压。其控制原理类似于电压-电流双向PWM dc-ac变换器。由于必须考虑最大功率转换控制和输出电流同步波形控制，形成了一个复杂的非线性控制问题，控制环节比较复杂。
光伏并网逆变器根据输出功率的形式可分为单相型和三相型。一般情况下，小于3kva的系统为单相型，小于3- 5kva的系统为两相型，大于5kva的系统为三相型。
工频变压器用于隔离输入光伏电池矩阵和输出电网。主电路结构如下图所示，可分为电压型和电流型。工频变压器绝缘电路简单，只需一级改造，效率高，制造成本低。一般电源变频不采用SPWM控制，输出是矩形波，要通过强滤波措施，使输出的正弦波畸变< 5%。由于电路中半导体器件数量少，可以在恶劣条件下使用。开关频率低，电磁干扰小。主变压器和滤波电感虽然体积较大，但可以用低频材料以较低的成本制造。这种逆变器主要用于独立的光伏电站。
主电路结构如下图所示。该变换分为三个层次(dc-hfa -dc-lfac)。第一阶段为SPWM高频逆变器。
与工频变压器相比，高频变压器体积小、重量轻、成本低。但经过多阶段改造后，效率问题更加突出，效率较低。只要采用低损耗吸收电路，精心选择电磁元件，效率仍然可以超过90%。由于SPWM控制和周期数变换，输出波形失真小，不需要强滤波。但高频电磁干扰问题严重，应采取滤波、屏蔽等抑制措施。这种逆变器主要用于光伏并网电站。
为了进一步降低成本，提高效率，研制了不带变压器和绝缘的逆变器主电路。电路结构如图l-4所示。图中电路的前面是升压电路，后面是SPWM工频逆变器。升压电路可配合不同输出电压的光伏电池，将光伏电池的输出电压提高到约370V。虽然光伏电池的输出电压会因天气变化而变化，但逆变器部分的输入电压与升压器部分可以保证相对稳定。同时，电压升高，电流减小。升压电路还可以校正输入功率因数。无绝缘模式的逆变器主电路比工频变压器的绝缘模式复杂。直流。AC),效率高。无变压器，体积小，重量轻，成本低，是目前较好的主电路方式。
光伏太阳能发电系统运行控制介绍
经典系统采用无变压器隔离的两级结构，前置升压电路和后置单相全桥逆变器。逆变器可以使能量双向流动，可以在脉冲整流状态和逆变器状态下工作。整个逆变器采用双闭环控制。外圈是电压环，内环是电流环。
逆变器的电压外环(PI环)用于实现中间直流电压Vdc的稳定控制。当Vdc高于设定电压时，输出电流增大;当Vdc低于设定电压时，输出电流会减小，从而达到输入输出功率平衡。电压外环通过比较给定的中间电压和反馈电压之间的误差来给出电流指令。
当前的内循环是用来控制输出电流,电压环,并得到当前指令,同步和正弦表乘法,加入网络电压、真实,并得到当前的指令,和反馈调制m电力流经P环,产生PWM波控制IGBT打开关闭,电流环主要用于提高功率因数和小电流谐波。对于Boost，我们可以通过测量输入电流和电压来获得输入功率，并与最后一个样本进行比较来获得最大功率点。改变操作点，即改变升压的占空比，可以跟踪最大功率点。
看到上面的介绍,你可能想到的光伏发电也相当长的来自他自己的生活方式,但是小编在这里想告诉你,事实上,国家已经开始提倡大力发展分布式新能源发电,还介绍了鼓励家庭安装屋顶光伏发电系统的相关政策,关于相关的政策法规和发电效益小弥补集好以后将做一个专题介绍。让我们来看看屋顶结构。
民用光伏发电系统结构相对简单，只需逆变器到220V民用交流电压即可，不需要升高到高压并网。从上图中我们可以看到，安装在屋顶上的太阳能电池板吸收太阳能，产生直流电，通过电线进入巴士箱，然后通过逆变器转换成220v交流电供日常使用。
目前，国内各大太阳能发电企业都推出了自己的家用光伏发电系统安装、调试、维护一套解决方案。目前的投资恢复周期一般为5-7年。随着光伏发电系统的引入，其成本将逐步降低，政府的补贴电价将逐步上涨。相信届时家庭光伏发电系统将进入千家万户，家庭将成为最小的发电和发电单元。
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