微型逆变器相关资料
目 录
微型逆变器
（）微型逆变器简介
什微型逆变器？发展历程？会出现种产品？应该（否产品配套）？先谁研发出？否某企业研发成果？国家研究机构研发出？目前研究情况？否已达批量生产？目前厂家（简列举面详细介绍）？
概述：普通太阳光伏系统许紧密相连太阳电池板组成电池板先分组串联串联电池组联起形成电池阵列（样局部阴影碎砾等遮蔽光伏系统时存着果日均特性均等导致输出功率降模块整体输出功率会幅降低问题假串联中某电池发生障会导致整电池组失效）太阳电池板阵列产生直流电流位电池板侧旁逆变器逆变器两基功：方面完成DCAC转换电流连接电网方面找出佳操作点优化太阳光伏系统效率特定太阳光辐射温度电池类型太阳光伏系统相应唯佳电压电流光伏系统产生量果光伏系统非佳电压电流水运行系统效率非常低白白浪费采集太阳良机
太阳光伏微型逆变器种转换直流单太阳电池组件交流电装置微型逆变器直流电源转换单太阳模块交流太阳电池模块配备逆变器转换器功块组件单独进行电流转化称微型逆变器微型转换器微型逆变器够面板级实现功率点踪（MPPT）拥超越中央逆变器优势样通模块输出功率进行优化整体输出功率化外通信功组合监视模块状态检测出出现障模块
历程：规模部署太阳网发电厂中光伏电池板数量TI公司提出微型逆变器概念够较宽范围扫描独立太阳电池板峰值功率点避免局部峰值作MPP点时够提高功率点输出踪效率
TI提出种系统架构DCDC转换器DCAC转换器控制器通信接口需求非常
年里美国国家半导体实验室研究员直积极研究太阳发电系统效率问题解决方案谓微型逆变器影响光伏系统关键素性成效率微型逆变器全面衡关键素太阳电池板定源电子组件原太阳电池板没包含具备智源电子组件种情况现已发生变化
外考虑成效率素时更没必块电池板加装电网接口实际现行光伏系统迫切需优化功功通干精密集成电路实现50年集成电路开发销售验美国国家半导体微型优化器专业知识带太阳领域
2009年美国国家半导体公司宣布推出太阳产业史首款光电板专SolarMagic 芯片组宣告智型太阳发电系统全新时代
普通太阳光伏系统架构极易受实际操作环境影响例块电池板阴影树叶遮蔽整系统发电量便会幅跌具体说10电池板面积遮盖系统总发电量便会跌50着时间推移遮蔽电池板面积会越越太阳系统效率会受严重影响采SolarMagic技术挽回57发电损失
发电系统角度光伏网技术重点两方面光伏系统角度光伏行业面挑战太阳面板阴影问题二功率器件角度光伏系统厂商拥光伏逆变应专利拓扑半导体供应商必须开发专产品例需提高输入电压获更高效率必须650VMOSFETIGBT外需SiCSBD作成套解决方案外扩10kW市场份额必须IGBTSPM模块
10kW网光伏逆变器解决方案飞兆半导体提供场截止（FS）IGBTSupreMOSMOSFET器件具备进入高性市场需低EOFF优势高性微型逆变器飞兆半导体拥中等电压MOSFETSupreMOS技术类应提供卓越性
功率半导体外模块输出功率进行优化控制IC传递模块状况通信IC重性日益提高微控制器运行MPPT算法调节太阳电池板方输出直流电压电流获峰值功率输出需采微控制器传感器踪太阳方位角高度角
（二）微型逆变器关键技术
功率点踪（MPPT）MPPT算法
智调节太阳发电板工作电压太阳板始终工作VA特性曲线功率点提高太阳板发电功率利率
MPPT 算法三种：扰动观察法电导增量法恒定电压法
扰动观察法 (P&O) 常见该算法特定方工作电压进行微扰然 dPdV 进行采样果 dPdV 正算法知道 MPP 方调节电压然继续该方调节电压直 dPdV 负
电导增量 (INC) 法 PV 阵列增量电导dIdV 计算 dPdV 符号相 P&OINC 快速追踪变化光条件更加准确然 P&O 相会产生振荡会快速变化空气条件影响变混乱清缺点高复杂性增加计算时间降低采样频率
第三种方法恒定电压法利样事实：般言VMPPVOC 约等 076种方法出现问题求立刻设置 PV 阵列电流 0 测量阵列开路电压样阵列工作电压便设置测量值 76期间阵列断开浪费掉效源时发现76 开电路电压非常接值时非总 MPP 致
没够成功满足常情景求 MPPT 算法许设计员会走弯路系统进行环境条件评估然选择佳算法实际许 MPPT 算法太阳板厂商提供算法常见
廉价控制器说执行 MPPT 算法会项难完成务 MCU 正常控制功外算法求控制器拥高性计算力先进 32 位实时微控制器（例：TI C2000 台中微控制器）适众太阳应
二厂家动态
（）国外企业
1SMA公司（德国）
（1）基情况
SMA光伏逆变器全球市场领导者产品应遍全球已全世界四洲九国家设立分公司SMA网独立运行逆变器中国应已七年时间截目前已包括香港台湾二十省市区完成五百项目2009年SMA公司光伏逆变器销售量达3400兆瓦约占世界逆变器总销售量40创造高达934亿欧元销售额连续年保持着超100增长速度未数年会保持强劲增长态势
（2）研发生产现状
微型逆变器技术方面SMA采OKE技术开发产品线SMA成全球唯家包含种现存逆变器技术产品线厂商操作种尺寸太阳光伏系统采技术系统配置
（3）市场动态
SMA Solar Technology AG (SMA) 宣布OKEServices公司购买微型逆变器技术台SMA计划年里进步开发该项技术终实现微型逆变器产业化
2EnphaseEnergy科技限公司（美国）
（1）基情况
太阳微逆变器发明制造商Enphase2008年开始微型逆变器商业化量产已售出30万件微型逆变器
（2）市场动态
太阳微逆变器发明制造商Enphase源宣布公司新轮6300万美元融资完成Enphase说拥资金公司够加快产品开发推出全球扩张计划加强资产衡性
3Kaco新源股份限公司市场份额30
（1）基情况
KACO德国知名逆变器专业生产厂商全球逆变器第二品牌转换效率高性稳定保质期长等优质性深受国顾客喜爱年光伏市场德国快速发展 KACO利年逆变器研究&生产技术验开发出总类丰富质量卓越太阳逆变器公司2009年逆变器销售900MW前年480MW增长倍占全球市场份额30
（2）研发生产现状
基美国市场成继欧洲太阳需求强区KACO拓展美国市场研发出系列高功率太阳逆变器产品韩国设立高功率研发中心次获IntertekETL证书KACO拓展美国市场带极助益
（3）市场动态
基中国迅速光伏逆变器需求德国KACO公司日宣布国系统集成商昆山中洋实业联合2010年起全面进军中国光伏市场
正瞄准中国正崛起巨市场潜力KACO公司决定进步中国实施全球扩张策略番考察选择位昆山系统集成商中洋实业进行战略合作国逆变器转换效率结构工艺逆变器稳定性国际品牌存定差距中国网电价补贴实施逆变器转换效率更重终选择中国原
4Fronius集团（奥利）
（1）基情况
奥利伏士（Fronius)国际公司创立1945年1992年设立太阳电子部进行太阳网逆变器研发生产销售2008年公司全球营业额37亿欧元全年研发投入高达2500万欧元效专利585件
2006 年起伏士（Fronius)公司成太阳网逆变器世界排名第二生产商
公司总部位奥利中国授权北京绿洲协力新源科技限公司作代理商负责伏士（Fronius)公司太阳网逆变器销售安装调试售服务维修技术支持
5Xantrex科技限公司（加）
（1）基情况
Xantrex技术限公司生编程移动供电市场中进行先进电源产品系统开发生产营销全球领先企业全球太阳风逆变器市场中三厂商具备强增长潜力：前景广阔北美太阳逆变器市场中居领导位Xantrex总部位加温哥华美国德国西班牙英国设工厂中国成立家合资公司Xantrex高增长潜力实现显著协预计够2011年创造470亿美元总销售额
（二）国企业
中国言中国光伏变频器整体企业转换效率结构工艺做工稳定性国外先进水定差距功率技术水基国外处相水合肥阳光电源中国新源电源供应商产品涵盖风力光伏电力系统电源产品成功运国众型示范工程 2009年光伏逆变器出货量约80MW
1合肥阳光电源
（1）基情况
合肥阳光电源限公司家专注太阳风等生源电源产品研发生产销售高新技术企业产品光伏逆变器控制器风机变流器回馈式节负载电力系统电源等提供系统解决方案设计技术服务国光伏电源产品研发生产企业国光伏风力发电行业数极少掌握项核心技术拥完全知识产权企业年少销售收入10投入研发2002年起2005年间国家送电乡工程光伏风独立电站建设项目中阳光电源生产光伏控制器逆变器优性价占领国市场份额70仅项公司带7000万元销售收入
（2）现状
阳光电源保持国领先时积极拓展国际市场产品先成功应海世博会敦煌10MW光伏电站宁夏太阳山10MW光伏电站杭州节环保产业园光伏电站北京奥运鸟巢海港型光伏发电项目东汽集团风电项目蒙古通辽风场项目湘电集团风电项目国家送电乡工程南疆铁路广州白云机场等众国重工程项目产品现已通TÜVCEULDK5940CSACEC等项国际认证批量销意利西班牙英国等欧洲国家远销美洲非洲东南亚区
（3）市场动态
2007年公司引进外资利改制中外合资企业阳光电源直坚持重视创新先承担国家十五863计划等10光伏风电领域重科研课题取系列重科研成果产品次填补国空白源局领导李福龙阳光电源光伏逆变器风变流器领域取诸创新成果产业化应成绩表示赞赏
三市场分析
然微型逆变器全球逆变器市场然占份额微型逆变器分布式功率点踪（MPPT）解决方案作光伏逆变器市场新兴领域预计会幅增长2010年2015年年均复合增长率达77％供货量便超现逆变器美国iSuppli预测原逆变器供货量2012年130万～140万台微型逆变器微型转换器合计供货量2012年达约800万台目前美国已风险企业等家企业微型逆变器微型转换器展开开发
IRAlbertoGuerra预测未年中太阳工程市场年增长率达2030相应太阳逆变器价格会降逆变器成占整体太阳系统成1520存更市场需求价格支持
中国政府安排预算127亿元逆变器补贴国光电建筑应示范项目111总规模91兆瓦示范工程分布中国30省市治区重点产业基础阳光资源丰富江苏浙江蒙河南等省倾斜重点引导光电建筑体化发展逆变器重点扶持技术先进光伏产品推广应
鼓励生源发展中国政府年3月份启动关加快推进太阳光电建筑应实施意见太阳光电建筑应财政补助资金理暂行办法（简称屋顶计划）建筑太阳产品实施补贴太阳屋顶计划继屋顶计划出台4月中国财政部科技部国家源局联合印发关实施金太阳示范工程通知计划23年政府补助低500兆瓦光伏发电示范项目加快中国国光伏发电产业化规模化发展
时政府纷纷出台政策刺激光伏电站发展杭州市提出阳光屋顶计划广州南昌锡保定海纷纷提出光伏电站发展规划中国光伏发达江苏省率先出台太阳光电建筑应财政补助资金理暂行办法中规定通3年努力力争全省建成光伏网发电装机容量400兆瓦
附录：
逆变器功求
太阳交流发电系统太阳电池板充电控制器逆变器蓄电池组成太阳直流发电系统包括逆变器逆变器种电源转换装置逆变器激励方式分激式振荡逆变激式振荡逆变功蓄电池直流电逆变成交流电通全桥电路般采SPWM处理器调制滤波升压等明负载频率额定电压等相匹配正弦交流电供系统终端户逆变器直流蓄电池电器提供交流电
逆变器类型
（）应范围分类：
（1）普通型逆变器
直流12V24V输入交流220V50Hz输出功率75W5000W型号具交直流转换UPS功
（2）逆变充电体机
类逆变器中户种形式电源交流负载供电：交流电时通逆变器交流电负载供电蓄电池充电交流电时蓄电池交流负载供电种电源结合：蓄电池发电机太阳电池板风力发电机等
（3）邮电通信专逆变器
邮电通信提供高品质48V逆变器产品质量性高模块式（模块1KW）逆变器具N+1冗余功扩充（功率2KW20KW）
（4）航空军队专逆变器
类逆变器28Vdc输入提供列交流输出：26Vac115Vac230Vac输出频率：50Hz60Hz400Hz输出功率30VA3500VA等供航空专DCDC转换器变频器
（二）输出波形分类：
（1）方波逆变器
方波逆变器输出交流电压波形方波类逆变器逆变线路完全相特点线路较简单功率开关数量少设计功率般百瓦千瓦间方波逆变器优点：线路简单价格便宜维修方便缺点方波电压中含量高次谐波带铁心电感变压器负载电器中产生附加损耗收音机某通讯设备干扰外类逆变器调压范围够宽保护功够完善噪声较等缺点
（2）阶梯波逆变器
类逆变器输出交流电压波形阶梯波逆变器实现阶梯波输出种线路输出波形阶梯数目差阶梯波逆变器优点输出波形方波明显改善高次谐波含量减少阶梯达17时输出波形实现准正弦波采变压器输出时整机效率高缺点阶梯波叠加线路功率开关较中线路形式求组直流电源输入太阳电池方阵分组接线蓄电池均衡充电均带麻烦外阶梯波电压收音机某通讯设备高频干扰
（3）正弦波逆变器
正弦波逆变器输出交流电压波形正弦波正弦波逆变器优点输出波形失真度低收音机通讯设备干扰噪声低外保护功齐全整机效率高缺点：线路相复杂维修技术求高价格较贵
述三种类型逆变器分类利光伏系统风力发电系统设计员户逆变器进行识选型实际波形相逆变器线路原理器件控制方法等等方面区
性参数
描述逆变器性参量技术条件里仅评价逆变器时常技术参数做扼说明
a．环境条件
逆变器正常条件：海拔高度超1000m空气温度0～+40℃
b．直流输入电源条件
输入直流电压波动范围：蓄电池组额定电压值±15
c．额定输出电压
规定输入电源条件输出额定电流时逆变器应输出额定电压值
电压波动范围：单相220V±5三相380±5
d．额定输出电流
规定输出频率负载功率数逆变器应输出额定电流值
e．额定输出频率
规定条件固定频率逆变器额定输出频率50Hz：
频率波动范围：50Hz±2
f．谐波含量
正弦波逆变器阻性负载输出电压谐波含量应≤10
g．载力
规定条件较短时间逆变器输出超额定电流值力逆变器载力应规定负载功率数满足定求
h．效率
额定输出电压输出乜流规定负载功率数逆变器输出功功率输入功功率(直流功率)
i．负载功率数
逆变器负载功率数允许变化范围推荐值07―10
j．负载非称性
10非称负载固定频率三相逆变器输出电压非称性应≤10
k．输出电压称度
正常工作条件相负载称输出电压称度应≤5
l．起动特性
正常工作条件逆变器满载负载空载运行条件应连续5次正常起动
m．保护功
逆变器应设置：短路保护电流保护电压保护欠电压保护缺相保护
n．干扰抗干扰
逆变器应规定正常工作条件承受般环境电磁干扰逆变器抗干扰性电磁兼容性应符合关标准规定
o．噪声
常操作监视维护逆变器应≤95db
常操作监视维护逆变器应≤80db
p．显示
逆变器应设交流输出电压输出电流输出频率等参数数显示输入带电通电障状态信号显示
确定逆变器技术条件：
光伏风力互补系统选逆变器时首确定逆变器技术参数：
输入直流电压范围DC24V48V110V220V等
额定输出电压三相380V单相220V
输出电压波形正弦波梯形波方波
利微型逆变器优化太阳系统设计
优化太阳系统效率性言种较新手段采连接太阳板微型逆变器(microinverter)块太阳面板配备单独微型逆变器系统适应断变化负荷天气条件够单块面板整系统提供佳转换效率
微型逆变器架构简化布线意味着更低安装成通消费者太阳发电系统更效率系统收回采太阳技术初投资需时间会缩短
电源逆变器太阳发电系统关键电子组件商业应中组件连接光伏(PV)面板储存电电池电力分配系统公事业电网图1显示典型太阳逆变器光伏阵列输出极低直流电压转换成电池直流电压交流线路电压配电网电压等干种电压
典型太阳采集系统中太阳板联逆变器该逆变器光伏电池变直流输出转换成干净50Hz60Hz正弦波逆变电源
外应该指出图1中微控制器(MCU)模块TMS320C2000MSP430通常包含诸脉宽调制(PWM)模块AD转换器等关键片外设
图1：传统电源转换架构包含太阳逆变器PV阵列接收低DC输出电压产生AC线路电压
设计目标提高转换效率复杂需反复程涉功率点踪算法(MPPT)执行相关算法实时控制器
化电源转换效率
未采MPPT算法逆变器简单光伏模块电池直接连接起迫光伏模块工作电池电压例外电池电压采集太阳理想值
图2说明典型75W光伏模块25℃电池温度传统电流电压特性虚线表示电压(PV VOLTS)功率(PV WATTS)实线表示电压电流(PV AMPS)图2示12V时输出功率约53W换句话说通光伏模块强制工作12V输出功率限制约53W
采MPPT算法情况发生根变化例中模块实现输出功率电压17VMPPT算法职责模块工作17V样电池电压少模块获取全部75W功率
高效DCDC电源转换器控制器输入端17V电压转换输出端电池电压DCDC转换器电压17V降12V例中支持MPPT功系统电池充电电流：(VMODULEVBATTERY)×IMODULE(17V12V)×445A 630A
假设DCDC转换器转换效率100％充电电流增加185A(42％)
然例假设逆变器处理单太阳面板量传统系统通常逆变器连接面板取决应种拓扑优点缺点
MPPT算法
三种类型MPPT算法：扰动观察法电导增量法恒定电压法前两种方法通常称爬山法基事实：MPP左侧曲线呈升趋势(dPdV>0)MPP右侧曲线降(dPdV <0)
扰动观察(P＆O)法常该算法定方扰动工作电压采样dPdV果dPdV正算法明白刚着MPP调整电压然直方调整电压直dPdV变负
P＆O算法容易实现稳态运行中时会MPP附产生振荡响应速度慢甚迅速变化气候条件方搞反
电导增量(INC)法光伏阵列电导增量dIdV计算dPdV正负INCP＆O更准确踪迅速变化光辐状况P&O样产生振荡迅速变化气条件蒙骗缺点增加复杂性会延长计算时间降低采样频率
第三种方法恒压法基事实：般说VMPPVOC≈076该方法问题源需瞬间光伏阵列电流调0测量阵列开路电压然阵列工作电压设置该测定值76％阵列断开期间量浪费掉发现然开路电压76％似值非总MPP致
没MPPT算法成功满足常见环境求许设计工程师会系统先评估环境条件选择适合时环境条件算法事实许MPPT算法太阳面板制造商提供算法情况屡见鲜
廉价控制器说MCU份正常控制功外执行MPPT算法绝非易事该算法需控制器具高超计算力诸德州仪器C2000台系列先进32位实时微控制器适合种太阳应
电源逆变器
单逆变器许处中突出简单低成采MPPT算法技术提高单逆变器系统效率定程度根应单逆变器拓扑缺点会明显突出性问题：逆变器发生障该逆变器修更换前面板产生量浪费掉
逆变器工作正常单逆变器拓扑系统效率产生负面影响数情况达高效率太阳电池板控制求决定面板效率素：面板含光伏电池组件制造差异环境温度阴影方位造成光强度(接收太阳原始量)
整系统逆变器相系统太阳电池板配备微型逆变器会次提升整系统转换效率微型逆变器拓扑处便中逆变器出现障量转换进行
采微型逆变器处包括够利高分辨率PWM调整太阳板转换参数云朵阴影背阴会改变面板输出面板配备独微型逆变器允许系统适应断变化负载情况面板整系统提供佳转换效率
微型逆变器架构求面板专MCU理源转换附加MCU改善系统面板监测
例型太阳发电场受益面板间通信帮助保持负载衡允许系统理员事先计划少量量做什充分利系统监测处MCU必须集成片通信外围设备(CANSPIUART等)便简化太阳阵列微型逆变器接口
许应中微型逆变器拓扑显着提高系统整体效率面板级效率提升30％应差异系统级改善均百分没意义
应分析
评估微型变频器具体应中价值时应方面考虑拓扑结构
型应中面板面基相光温度阴影等条件微型逆变器提升效率方面作限
面板工作电压获高效求采DCDC转换器面板输出电压统储蓄电池工作电压降低制造成DCDC转换器逆变器设计成模块电源线路连接配电网DCAC转换器整合进该模块
太阳面板必须互相通信会增加导线复杂性模块中包含进逆变器DCDC转换器太阳电池板争点
逆变器MCU然必须足够力运行MPPT算法适应操作环境
采MCU会加整体系统材料成
考虑改变架构时会关注成满足系统价格目标面板配备控制器意味着该控制器成必须竞争力外形较时处理控制通信计算务
片集成恰控制外设高模拟集成度保证系统低成两基素执行针优化转换系统监控量存储环节中效率开发出算法高性必需
满足微型逆变器身求外处理包括ACDC转换DCDC转换面板间通讯等整系统部分求MCU减少MCU导致成增加
MCU特性
仔细权衡高层次求确定MCU需功方法例联面板时需负载衡控制选MCU必须检测负载电流通开关输出MOSFET升高降低输出电压需高速片ADC采样电压电流
微型逆变器设计没成变模式意味着设计者必须力创新精神采新技巧新技术特面板间系统间通信方面合适MCU应支持种协议包括常会想电力线通讯(PLC)控制器局域网(CAN)等特电力线通讯需专门通信线路降低系统成需MCU置高性PWM高速ADC高性CPU
针太阳逆变器应设计MCU意想极具价值特性双片振荡器时钟障检测提高性够时运行两系统时钟力助减少太阳电池板安装时出现问题
太阳微型逆变器设计中凝聚创新MCU说重特性许软件编程力该特性电源电路设计控制中拥高灵活性
C2000微控制器配备高效处理算法运算先进数字运算处理核量转换控制片外设集已广泛应传统太阳电池板逆变器拓扑中新推出Piccolo系列C2000系列微控制器济款该系列封装38引脚架构更先进外设增强32位实时控制处带求低总体系统成微型逆变器等应
外Piccolo MCU系列款产品集成两时钟较片10MHz振荡器带电复位掉电保护片VREG高分辨率150psPWM12位46兆次采样秒ADCI2C(PMBus)CANSPIUART等通信协议接口图3显示基微型逆变器光伏系统起计算机系统配置
图3：面基微逆变器PV系统MCU系统包含CPU存储器电源时钟外设
性微型逆变器关键特性Piccolo系列器件相C2000 MCU产品尺寸更价格更低功提升例具CPU分担处理复杂高速控制算法编程浮点控制律加速器(CLA)CPU需处理IO反馈回路闭环应中性提高5倍
光伏电池挑战
基太阳发电系统缺点转换效率太阳电池板100mm2光伏电池获取约1mW均电典型效率约10％光伏电源功率系数(阳光直射条件太阳电池实际产生均电理产生电)约15％20％种原导致结果包括阳光身变化夜间完全消失白天阴影天气条件常常导致光减少
光电转换效率计算引入更变数包括太阳电池板温度理峰值效率设计工程师说问题光伏电池产生电压约05V规变化选择量转换拓扑时种变化会带严重影响例低效量转换技术说消耗掉采集部分光伏电
适应太阳全天24时射事实太阳供电系统包含电池电池高效充电需复杂电子器件电池集成系统中时电池充电需额外DCDC转换电路时需电池理监控
许太阳供电系统电网接求相位步功率数校正许需复杂控制环境例必须置障预警机制防范公电网停掉电等事件仅仅设计工程师必须考虑头等事
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
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微型逆变器
（）微型逆变器简介
什微型逆变器？发展历程？会出现种产品？应该（否产品配套）？先谁研发出？否某企业研发成果？国家研究机构研发出？目前研究情况？否已达批量生产？目前厂家（简列举面详细介绍）？
概述：普通太阳光伏系统许紧密相连太阳电池板组成电池板先分组串联串联电池组联起形成电池阵列（样局部阴影碎砾等遮蔽光伏系统时存着果日均特性均等导致输出功率降模块整体输出功率会幅降低问题假串联中某电池发生障会导致整电池组失效）太阳电池板阵列产生直流电流位电池板侧旁逆变器逆变器两基功：方面完成DCAC转换电流连接电网方面找出佳操作点优化太阳光伏系统效率特定太阳光辐射温度电池类型太阳光伏系统相应唯佳电压电流光伏系统产生量果光伏系统非佳电压电流水运行系统效率非常低白白浪费采集太阳良机
太阳光伏微型逆变器种转换直流单太阳电池组件交流电装置微型逆变器直流电源转换单太阳模块交流太阳电池模块配备逆变器转换器功块组件单独进行电流转化称微型逆变器微型转换器微型逆变器够面板级实现功率点踪（MPPT）拥超越中央逆变器优势样通模块输出功率进行优化整体输出功率化外通信功组合监视模块状态检测出出现障模块
历程：规模部署太阳网发电厂中光伏电池板数量TI公司提出微型逆变器概念够较宽范围扫描独立太阳电池板峰值功率点避免局部峰值作MPP点时够提高功率点输出踪效率
TI提出种系统架构DCDC转换器DCAC转换器控制器通信接口需求非常
年里美国国家半导体实验室研究员直积极研究太阳发电系统效率问题解决方案谓微型逆变器影响光伏系统关键素性成效率微型逆变器全面衡关键素太阳电池板定源电子组件原太阳电池板没包含具备智源电子组件种情况现已发生变化
外考虑成效率素时更没必块电池板加装电网接口实际现行光伏系统迫切需优化功功通干精密集成电路实现50年集成电路开发销售验美国国家半导体微型优化器专业知识带太阳领域
2009年美国国家半导体公司宣布推出太阳产业史首款光电板专SolarMagic 芯片组宣告智型太阳发电系统全新时代
普通太阳光伏系统架构极易受实际操作环境影响例块电池板阴影树叶遮蔽整系统发电量便会幅跌具体说10电池板面积遮盖系统总发电量便会跌50着时间推移遮蔽电池板面积会越越太阳系统效率会受严重影响采SolarMagic技术挽回57发电损失
发电系统角度光伏网技术重点两方面光伏系统角度光伏行业面挑战太阳面板阴影问题二功率器件角度光伏系统厂商拥光伏逆变应专利拓扑半导体供应商必须开发专产品例需提高输入电压获更高效率必须650VMOSFETIGBT外需SiCSBD作成套解决方案外扩10kW市场份额必须IGBTSPM模块
10kW网光伏逆变器解决方案飞兆半导体提供场截止（FS）IGBTSupreMOSMOSFET器件具备进入高性市场需低EOFF优势高性微型逆变器飞兆半导体拥中等电压MOSFETSupreMOS技术类应提供卓越性
功率半导体外模块输出功率进行优化控制IC传递模块状况通信IC重性日益提高微控制器运行MPPT算法调节太阳电池板方输出直流电压电流获峰值功率输出需采微控制器传感器踪太阳方位角高度角
（二）微型逆变器关键技术
功率点踪（MPPT）MPPT算法
智调节太阳发电板工作电压太阳板始终工作VA特性曲线功率点提高太阳板发电功率利率
MPPT 算法三种：扰动观察法电导增量法恒定电压法
扰动观察法 (P&O) 常见该算法特定方工作电压进行微扰然 dPdV 进行采样果 dPdV 正算法知道 MPP 方调节电压然继续该方调节电压直 dPdV 负
电导增量 (INC) 法 PV 阵列增量电导dIdV 计算 dPdV 符号相 P&OINC 快速追踪变化光条件更加准确然 P&O 相会产生振荡会快速变化空气条件影响变混乱清缺点高复杂性增加计算时间降低采样频率
第三种方法恒定电压法利样事实：般言VMPPVOC 约等 076种方法出现问题求立刻设置 PV 阵列电流 0 测量阵列开路电压样阵列工作电压便设置测量值 76期间阵列断开浪费掉效源时发现76 开电路电压非常接值时非总 MPP 致
没够成功满足常情景求 MPPT 算法许设计员会走弯路系统进行环境条件评估然选择佳算法实际许 MPPT 算法太阳板厂商提供算法常见
廉价控制器说执行 MPPT 算法会项难完成务 MCU 正常控制功外算法求控制器拥高性计算力先进 32 位实时微控制器（例：TI C2000 台中微控制器）适众太阳应
二厂家动态
（）国外企业
1SMA公司（德国）
（1）基情况
SMA光伏逆变器全球市场领导者产品应遍全球已全世界四洲九国家设立分公司SMA网独立运行逆变器中国应已七年时间截目前已包括香港台湾二十省市区完成五百项目2009年SMA公司光伏逆变器销售量达3400兆瓦约占世界逆变器总销售量40创造高达934亿欧元销售额连续年保持着超100增长速度未数年会保持强劲增长态势
（2）研发生产现状
微型逆变器技术方面SMA采OKE技术开发产品线SMA成全球唯家包含种现存逆变器技术产品线厂商操作种尺寸太阳光伏系统采技术系统配置
（3）市场动态
SMA Solar Technology AG (SMA) 宣布OKEServices公司购买微型逆变器技术台SMA计划年里进步开发该项技术终实现微型逆变器产业化
2EnphaseEnergy科技限公司（美国）
（1）基情况
太阳微逆变器发明制造商Enphase2008年开始微型逆变器商业化量产已售出30万件微型逆变器
（2）市场动态
太阳微逆变器发明制造商Enphase源宣布公司新轮6300万美元融资完成Enphase说拥资金公司够加快产品开发推出全球扩张计划加强资产衡性
3Kaco新源股份限公司市场份额30
（1）基情况
KACO德国知名逆变器专业生产厂商全球逆变器第二品牌转换效率高性稳定保质期长等优质性深受国顾客喜爱年光伏市场德国快速发展 KACO利年逆变器研究&生产技术验开发出总类丰富质量卓越太阳逆变器公司2009年逆变器销售900MW前年480MW增长倍占全球市场份额30
（2）研发生产现状
基美国市场成继欧洲太阳需求强区KACO拓展美国市场研发出系列高功率太阳逆变器产品韩国设立高功率研发中心次获IntertekETL证书KACO拓展美国市场带极助益
（3）市场动态
基中国迅速光伏逆变器需求德国KACO公司日宣布国系统集成商昆山中洋实业联合2010年起全面进军中国光伏市场
正瞄准中国正崛起巨市场潜力KACO公司决定进步中国实施全球扩张策略番考察选择位昆山系统集成商中洋实业进行战略合作国逆变器转换效率结构工艺逆变器稳定性国际品牌存定差距中国网电价补贴实施逆变器转换效率更重终选择中国原
4Fronius集团（奥利）
（1）基情况
奥利伏士（Fronius)国际公司创立1945年1992年设立太阳电子部进行太阳网逆变器研发生产销售2008年公司全球营业额37亿欧元全年研发投入高达2500万欧元效专利585件
2006 年起伏士（Fronius)公司成太阳网逆变器世界排名第二生产商
公司总部位奥利中国授权北京绿洲协力新源科技限公司作代理商负责伏士（Fronius)公司太阳网逆变器销售安装调试售服务维修技术支持
5Xantrex科技限公司（加）
（1）基情况
Xantrex技术限公司生编程移动供电市场中进行先进电源产品系统开发生产营销全球领先企业全球太阳风逆变器市场中三厂商具备强增长潜力：前景广阔北美太阳逆变器市场中居领导位Xantrex总部位加温哥华美国德国西班牙英国设工厂中国成立家合资公司Xantrex高增长潜力实现显著协预计够2011年创造470亿美元总销售额
（二）国企业
中国言中国光伏变频器整体企业转换效率结构工艺做工稳定性国外先进水定差距功率技术水基国外处相水合肥阳光电源中国新源电源供应商产品涵盖风力光伏电力系统电源产品成功运国众型示范工程 2009年光伏逆变器出货量约80MW
1合肥阳光电源
（1）基情况
合肥阳光电源限公司家专注太阳风等生源电源产品研发生产销售高新技术企业产品光伏逆变器控制器风机变流器回馈式节负载电力系统电源等提供系统解决方案设计技术服务国光伏电源产品研发生产企业国光伏风力发电行业数极少掌握项核心技术拥完全知识产权企业年少销售收入10投入研发2002年起2005年间国家送电乡工程光伏风独立电站建设项目中阳光电源生产光伏控制器逆变器优性价占领国市场份额70仅项公司带7000万元销售收入
（2）现状
阳光电源保持国领先时积极拓展国际市场产品先成功应海世博会敦煌10MW光伏电站宁夏太阳山10MW光伏电站杭州节环保产业园光伏电站北京奥运鸟巢海港型光伏发电项目东汽集团风电项目蒙古通辽风场项目湘电集团风电项目国家送电乡工程南疆铁路广州白云机场等众国重工程项目产品现已通TÜVCEULDK5940CSACEC等项国际认证批量销意利西班牙英国等欧洲国家远销美洲非洲东南亚区
（3）市场动态
2007年公司引进外资利改制中外合资企业阳光电源直坚持重视创新先承担国家十五863计划等10光伏风电领域重科研课题取系列重科研成果产品次填补国空白源局领导李福龙阳光电源光伏逆变器风变流器领域取诸创新成果产业化应成绩表示赞赏
三市场分析
然微型逆变器全球逆变器市场然占份额微型逆变器分布式功率点踪（MPPT）解决方案作光伏逆变器市场新兴领域预计会幅增长2010年2015年年均复合增长率达77％供货量便超现逆变器美国iSuppli预测原逆变器供货量2012年130万～140万台微型逆变器微型转换器合计供货量2012年达约800万台目前美国已风险企业等家企业微型逆变器微型转换器展开开发
IRAlbertoGuerra预测未年中太阳工程市场年增长率达2030相应太阳逆变器价格会降逆变器成占整体太阳系统成1520存更市场需求价格支持
中国政府安排预算127亿元逆变器补贴国光电建筑应示范项目111总规模91兆瓦示范工程分布中国30省市治区重点产业基础阳光资源丰富江苏浙江蒙河南等省倾斜重点引导光电建筑体化发展逆变器重点扶持技术先进光伏产品推广应
鼓励生源发展中国政府年3月份启动关加快推进太阳光电建筑应实施意见太阳光电建筑应财政补助资金理暂行办法（简称屋顶计划）建筑太阳产品实施补贴太阳屋顶计划继屋顶计划出台4月中国财政部科技部国家源局联合印发关实施金太阳示范工程通知计划23年政府补助低500兆瓦光伏发电示范项目加快中国国光伏发电产业化规模化发展
时政府纷纷出台政策刺激光伏电站发展杭州市提出阳光屋顶计划广州南昌锡保定海纷纷提出光伏电站发展规划中国光伏发达江苏省率先出台太阳光电建筑应财政补助资金理暂行办法中规定通3年努力力争全省建成光伏网发电装机容量400兆瓦
附录：
逆变器功求
太阳交流发电系统太阳电池板充电控制器逆变器蓄电池组成太阳直流发电系统包括逆变器逆变器种电源转换装置逆变器激励方式分激式振荡逆变激式振荡逆变功蓄电池直流电逆变成交流电通全桥电路般采SPWM处理器调制滤波升压等明负载频率额定电压等相匹配正弦交流电供系统终端户逆变器直流蓄电池电器提供交流电
逆变器类型
（）应范围分类：
（1）普通型逆变器
直流12V24V输入交流220V50Hz输出功率75W5000W型号具交直流转换UPS功
（2）逆变充电体机
类逆变器中户种形式电源交流负载供电：交流电时通逆变器交流电负载供电蓄电池充电交流电时蓄电池交流负载供电种电源结合：蓄电池发电机太阳电池板风力发电机等
（3）邮电通信专逆变器
邮电通信提供高品质48V逆变器产品质量性高模块式（模块1KW）逆变器具N+1冗余功扩充（功率2KW20KW）
（4）航空军队专逆变器
类逆变器28Vdc输入提供列交流输出：26Vac115Vac230Vac输出频率：50Hz60Hz400Hz输出功率30VA3500VA等供航空专DCDC转换器变频器
（二）输出波形分类：
（1）方波逆变器
方波逆变器输出交流电压波形方波类逆变器逆变线路完全相特点线路较简单功率开关数量少设计功率般百瓦千瓦间方波逆变器优点：线路简单价格便宜维修方便缺点方波电压中含量高次谐波带铁心电感变压器负载电器中产生附加损耗收音机某通讯设备干扰外类逆变器调压范围够宽保护功够完善噪声较等缺点
（2）阶梯波逆变器
类逆变器输出交流电压波形阶梯波逆变器实现阶梯波输出种线路输出波形阶梯数目差阶梯波逆变器优点输出波形方波明显改善高次谐波含量减少阶梯达17时输出波形实现准正弦波采变压器输出时整机效率高缺点阶梯波叠加线路功率开关较中线路形式求组直流电源输入太阳电池方阵分组接线蓄电池均衡充电均带麻烦外阶梯波电压收音机某通讯设备高频干扰
（3）正弦波逆变器
正弦波逆变器输出交流电压波形正弦波正弦波逆变器优点输出波形失真度低收音机通讯设备干扰噪声低外保护功齐全整机效率高缺点：线路相复杂维修技术求高价格较贵
述三种类型逆变器分类利光伏系统风力发电系统设计员户逆变器进行识选型实际波形相逆变器线路原理器件控制方法等等方面区
性参数
描述逆变器性参量技术条件里仅评价逆变器时常技术参数做扼说明
a．环境条件
逆变器正常条件：海拔高度超1000m空气温度0～+40℃
b．直流输入电源条件
输入直流电压波动范围：蓄电池组额定电压值±15
c．额定输出电压
规定输入电源条件输出额定电流时逆变器应输出额定电压值
电压波动范围：单相220V±5三相380±5
d．额定输出电流
规定输出频率负载功率数逆变器应输出额定电流值
e．额定输出频率
规定条件固定频率逆变器额定输出频率50Hz：
频率波动范围：50Hz±2
f．谐波含量
正弦波逆变器阻性负载输出电压谐波含量应≤10
g．载力
规定条件较短时间逆变器输出超额定电流值力逆变器载力应规定负载功率数满足定求
h．效率
额定输出电压输出乜流规定负载功率数逆变器输出功功率输入功功率(直流功率)
i．负载功率数
逆变器负载功率数允许变化范围推荐值07―10
j．负载非称性
10非称负载固定频率三相逆变器输出电压非称性应≤10
k．输出电压称度
正常工作条件相负载称输出电压称度应≤5
l．起动特性
正常工作条件逆变器满载负载空载运行条件应连续5次正常起动
m．保护功
逆变器应设置：短路保护电流保护电压保护欠电压保护缺相保护
n．干扰抗干扰
逆变器应规定正常工作条件承受般环境电磁干扰逆变器抗干扰性电磁兼容性应符合关标准规定
o．噪声
常操作监视维护逆变器应≤95db
常操作监视维护逆变器应≤80db
p．显示
逆变器应设交流输出电压输出电流输出频率等参数数显示输入带电通电障状态信号显示
确定逆变器技术条件：
光伏风力互补系统选逆变器时首确定逆变器技术参数：
输入直流电压范围DC24V48V110V220V等
额定输出电压三相380V单相220V
输出电压波形正弦波梯形波方波
利微型逆变器优化太阳系统设计
优化太阳系统效率性言种较新手段采连接太阳板微型逆变器(microinverter)块太阳面板配备单独微型逆变器系统适应断变化负荷天气条件够单块面板整系统提供佳转换效率
微型逆变器架构简化布线意味着更低安装成通消费者太阳发电系统更效率系统收回采太阳技术初投资需时间会缩短
电源逆变器太阳发电系统关键电子组件商业应中组件连接光伏(PV)面板储存电电池电力分配系统公事业电网图1显示典型太阳逆变器光伏阵列输出极低直流电压转换成电池直流电压交流线路电压配电网电压等干种电压
典型太阳采集系统中太阳板联逆变器该逆变器光伏电池变直流输出转换成干净50Hz60Hz正弦波逆变电源
外应该指出图1中微控制器(MCU)模块TMS320C2000MSP430通常包含诸脉宽调制(PWM)模块AD转换器等关键片外设
图1：传统电源转换架构包含太阳逆变器PV阵列接收低DC输出电压产生AC线路电压
设计目标提高转换效率复杂需反复程涉功率点踪算法(MPPT)执行相关算法实时控制器
化电源转换效率
未采MPPT算法逆变器简单光伏模块电池直接连接起迫光伏模块工作电池电压例外电池电压采集太阳理想值
图2说明典型75W光伏模块25℃电池温度传统电流电压特性虚线表示电压(PV VOLTS)功率(PV WATTS)实线表示电压电流(PV AMPS)图2示12V时输出功率约53W换句话说通光伏模块强制工作12V输出功率限制约53W
采MPPT算法情况发生根变化例中模块实现输出功率电压17VMPPT算法职责模块工作17V样电池电压少模块获取全部75W功率
高效DCDC电源转换器控制器输入端17V电压转换输出端电池电压DCDC转换器电压17V降12V例中支持MPPT功系统电池充电电流：(VMODULEVBATTERY)×IMODULE(17V12V)×445A 630A
假设DCDC转换器转换效率100％充电电流增加185A(42％)
然例假设逆变器处理单太阳面板量传统系统通常逆变器连接面板取决应种拓扑优点缺点
MPPT算法
三种类型MPPT算法：扰动观察法电导增量法恒定电压法前两种方法通常称爬山法基事实：MPP左侧曲线呈升趋势(dPdV>0)MPP右侧曲线降(dPdV <0)
扰动观察(P＆O)法常该算法定方扰动工作电压采样dPdV果dPdV正算法明白刚着MPP调整电压然直方调整电压直dPdV变负
P＆O算法容易实现稳态运行中时会MPP附产生振荡响应速度慢甚迅速变化气候条件方搞反
电导增量(INC)法光伏阵列电导增量dIdV计算dPdV正负INCP＆O更准确踪迅速变化光辐状况P&O样产生振荡迅速变化气条件蒙骗缺点增加复杂性会延长计算时间降低采样频率
第三种方法恒压法基事实：般说VMPPVOC≈076该方法问题源需瞬间光伏阵列电流调0测量阵列开路电压然阵列工作电压设置该测定值76％阵列断开期间量浪费掉发现然开路电压76％似值非总MPP致
没MPPT算法成功满足常见环境求许设计工程师会系统先评估环境条件选择适合时环境条件算法事实许MPPT算法太阳面板制造商提供算法情况屡见鲜
廉价控制器说MCU份正常控制功外执行MPPT算法绝非易事该算法需控制器具高超计算力诸德州仪器C2000台系列先进32位实时微控制器适合种太阳应
电源逆变器
单逆变器许处中突出简单低成采MPPT算法技术提高单逆变器系统效率定程度根应单逆变器拓扑缺点会明显突出性问题：逆变器发生障该逆变器修更换前面板产生量浪费掉
逆变器工作正常单逆变器拓扑系统效率产生负面影响数情况达高效率太阳电池板控制求决定面板效率素：面板含光伏电池组件制造差异环境温度阴影方位造成光强度(接收太阳原始量)
整系统逆变器相系统太阳电池板配备微型逆变器会次提升整系统转换效率微型逆变器拓扑处便中逆变器出现障量转换进行
采微型逆变器处包括够利高分辨率PWM调整太阳板转换参数云朵阴影背阴会改变面板输出面板配备独微型逆变器允许系统适应断变化负载情况面板整系统提供佳转换效率
微型逆变器架构求面板专MCU理源转换附加MCU改善系统面板监测
例型太阳发电场受益面板间通信帮助保持负载衡允许系统理员事先计划少量量做什充分利系统监测处MCU必须集成片通信外围设备(CANSPIUART等)便简化太阳阵列微型逆变器接口
许应中微型逆变器拓扑显着提高系统整体效率面板级效率提升30％应差异系统级改善均百分没意义
应分析
评估微型变频器具体应中价值时应方面考虑拓扑结构
型应中面板面基相光温度阴影等条件微型逆变器提升效率方面作限
面板工作电压获高效求采DCDC转换器面板输出电压统储蓄电池工作电压降低制造成DCDC转换器逆变器设计成模块电源线路连接配电网DCAC转换器整合进该模块
太阳面板必须互相通信会增加导线复杂性模块中包含进逆变器DCDC转换器太阳电池板争点
逆变器MCU然必须足够力运行MPPT算法适应操作环境
采MCU会加整体系统材料成
考虑改变架构时会关注成满足系统价格目标面板配备控制器意味着该控制器成必须竞争力外形较时处理控制通信计算务
片集成恰控制外设高模拟集成度保证系统低成两基素执行针优化转换系统监控量存储环节中效率开发出算法高性必需
满足微型逆变器身求外处理包括ACDC转换DCDC转换面板间通讯等整系统部分求MCU减少MCU导致成增加
MCU特性
仔细权衡高层次求确定MCU需功方法例联面板时需负载衡控制选MCU必须检测负载电流通开关输出MOSFET升高降低输出电压需高速片ADC采样电压电流
微型逆变器设计没成变模式意味着设计者必须力创新精神采新技巧新技术特面板间系统间通信方面合适MCU应支持种协议包括常会想电力线通讯(PLC)控制器局域网(CAN)等特电力线通讯需专门通信线路降低系统成需MCU置高性PWM高速ADC高性CPU
针太阳逆变器应设计MCU意想极具价值特性双片振荡器时钟障检测提高性够时运行两系统时钟力助减少太阳电池板安装时出现问题
太阳微型逆变器设计中凝聚创新MCU说重特性许软件编程力该特性电源电路设计控制中拥高灵活性
C2000微控制器配备高效处理算法运算先进数字运算处理核量转换控制片外设集已广泛应传统太阳电池板逆变器拓扑中新推出Piccolo系列C2000系列微控制器济款该系列封装38引脚架构更先进外设增强32位实时控制处带求低总体系统成微型逆变器等应
外Piccolo MCU系列款产品集成两时钟较片10MHz振荡器带电复位掉电保护片VREG高分辨率150psPWM12位46兆次采样秒ADCI2C(PMBus)CANSPIUART等通信协议接口图3显示基微型逆变器光伏系统起计算机系统配置
图3：面基微逆变器PV系统MCU系统包含CPU存储器电源时钟外设
性微型逆变器关键特性Piccolo系列器件相C2000 MCU产品尺寸更价格更低功提升例具CPU分担处理复杂高速控制算法编程浮点控制律加速器(CLA)CPU需处理IO反馈回路闭环应中性提高5倍
光伏电池挑战
基太阳发电系统缺点转换效率太阳电池板100mm2光伏电池获取约1mW均电典型效率约10％光伏电源功率系数(阳光直射条件太阳电池实际产生均电理产生电)约15％20％种原导致结果包括阳光身变化夜间完全消失白天阴影天气条件常常导致光减少
光电转换效率计算引入更变数包括太阳电池板温度理峰值效率设计工程师说问题光伏电池产生电压约05V规变化选择量转换拓扑时种变化会带严重影响例低效量转换技术说消耗掉采集部分光伏电
适应太阳全天24时射事实太阳供电系统包含电池电池高效充电需复杂电子器件电池集成系统中时电池充电需额外DCDC转换电路时需电池理监控
许太阳供电系统电网接求相位步功率数校正许需复杂控制环境例必须置障预警机制防范公电网停掉电等事件仅仅设计工程师必须考虑头等事
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