無論採用何種技術，逆變器的基本設計都很明確，且非常相似。其核心就是將直流電壓（太陽能電池組件）轉換成交流電壓（可併網）的過程。在轉變的過程中，不停地轉換直流電的正負極連接，從而形成方向變化的交流電。所以，逆變器的關鍵部件是橋接開關（功率器件），如圖1（a）所示，這個開關橋的一側連接輸入的直流電源，在另一側連接交流電網。在工作過程中，只有兩個相對的開關可以同時關閉。

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如果將此開關橋的開關速度設置成與電網頻率相同，則在理論上可以將橋的輸出側與電網連接。但是，由於這樣輸出的電流是方波，且強度沒有變化，因此需要在輸出端安裝一個具有鐵芯的電感器，用以將輸出電流控制成爲正弦波形狀。橋的斷開採用脈衝過程進行，從而形成與脈衝相關的較小電流分量。這樣的電流分量可以對電感器的電流進行控制。脈衝的頻率一般爲20kHz，這樣就完全可以形成50Hz的電流，如圖1（b）所示。

對於光伏逆變器來說，還有一個非常重要的設備不能遺漏：輸入端的電容器，如圖1（c）所示。電容器的作用是儲存電能，確保來自發電側的電流持續一致供給橋接開關，並通過與電網頻率同步變化的橋進入電網。只有在輸入電容器的容量足夠大的情況下，才能夠保證光伏發電系統的持續、正常運行。

圖2描述了可用於直接併網的逆變器的基本功能，但在實際應用中，輸入電壓的範圍具有一定的侷限性。對於併網發電應用，其輸入電壓必須在任何時刻都高於電網的峯值電壓。當電網電壓的有效值爲250V時，爲達到正常併網，要求發電側的最低電壓應爲354V。

與標準逆變器的基本設計不同，直接併網逆變器有很多方法來調整或提升輸入電壓範圍。常用的逆變器技術方案與結構都各不相同，上面提到的逆變器拓樸結構不僅在電氣隔離方面不同，在可達到的效率、對電壓的依賴性等方面也各不相同。因此，沒有統一的公式來界定何種逆變器設計是最優秀的設計，設計中必須要考慮到具體使用的逆變器特性。

光伏逆變器設計的另一個趨勢是擴大輸入電壓範圍，這會導致相同功率級下輸入電流的減小，或相同輸入電流下功率級的提高。輸入電壓比較高時，需要使用額定電壓更高(1200V範圍內)的IGBT，從而產生更大的損耗。解決這一問題的一個方法是採用三電平逆變器，如圖3所示。

採用兩個串聯的電解電容可把高輸入電壓一分爲二，將中間點與零線(neutralline)連接，這時就可以再採用600V開關。三電平逆變器可在三個電平間進行轉換：+Vbus、0V和–Vbus。此方案除了比1200V開關結構的解決方案更有效之外，三電平逆變器還有一個優勢，就是輸出電感大爲減小。三電平逆變器主要有兩個顯著特點：

①由多個電平臺階合成的輸出電壓正弦波形，在相同開關頻率條件下，與傳統二電平逆變器相比，諧波含量大大減少，改善了輸出電壓波形；

②開關管的電壓額定值只爲直流母線上電壓的一半，使低壓開關器件可以應用於高壓變換器中。

但是，三電平逆變器的缺點是控制策略較複雜和出現中點電壓不平衡的問題，其中，中點電壓不平衡是三電平逆變器的一個致命弱點。顯然，若逆變器直流母線上並聯兩電容的中點電壓在運行時不穩定，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稱，失去三電平逆變器的優勢。然而，對於中點電壓不平衡問題，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硬件電路實現中點電壓平衡的方法；二是通過改變開關時序或控制矢量電壓持續時間的方法實現電壓平衡。但都存在電路複雜、控制效果不理想的問題。

目前，只要光伏發系統設計合理，完全可以經濟運行。直接併入電網的無變壓器型逆變器因爲其低成本、高效率而日益受到重視。變壓器將電能轉化成磁能，再將磁能轉化成電能，在輸入與輸出端之間安裝的電氣隔離裝置導致的能量損失可達到1%，甚至高達2%。因此，無變壓器型逆變器的運行效率要比變壓器型逆變器高，這種技術還有很多其它的優點，例如材料消耗少、重量輕等。

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