【毕业学位论文】基于单极性开关方式的光伏并网逆变器的建模与仿真研究

分类号 学校代码 10495 学 号 0915123021 武汉纺织大学 硕 士 学 位 论 文 基于单极性开关方式的 光伏并网逆变器的建模与仿真研究 作者姓名： 肖雷 指导教师： 薛勇 副教授 学科门类： 工学 专 业： 物理电子学 研究方向： 太阳能光伏 发电技术 完成日期： 二零一 二 年四 月 . E. V 012 论 文题目： 基于单极性开关方式的 光伏并网逆变器的建模与仿真研究 专业：物理电子学 硕士生： 肖雷 指导老师： 薛勇 摘要 随着 煤炭、石油和天然气 等传统 能源日渐枯竭 以及人类对环境保护的重视。太阳能光伏并网发电系统的研究和应用有着极其重要的意义。并网逆变器作为光伏并网发电系统的核心部件，本文以并网逆变器作为研究对象。 并网逆变器主要是将太阳能电池阵列的电能经过转换馈入到电网中，本文采取单相两级式系统结构，前级 C 升压环节，后级 C 并网逆变环节。 设计了基于 多路前级 C 升压环节的主电路和基于 最大功率跟踪的控制电路，建立了其数学模型和仿真模型，实现了对多路太阳能电池支路的最大功率独立跟踪。 设计了基于无隔离变压器的全桥的后级 C 逆变环节和以逆变器输出电流为控制目标的 制策略。比较了在单极性开关方式和双极性开关方式下，后级 制、输出波形和工作效率的区别，提出了单极性开关方式提高逆变器工作效率的方法。建立了相应的数学模型和仿真模型，仿真验证了设计的可行性。 关键词： 光伏并网逆变；最大功率跟踪；单极性开关方式；双极性开关方式； 研究类型： 应用研究 V of as as as to of an as of V as of is of C/DC C/AC on C/DC of on of to a of on C/AC C/AC of to of To to of 目录 I 目 录 1 绪论 1 伏发电的背景与意义 1 伏发电的发展状况 2 外发展状况 2 内发展状况 3 伏并网逆变技术现状 4 网逆变器的技术要求 4 内外并网逆变技术发展现状 5 伏并网逆变器的发展趋势 6 网系统的孤岛效应 6 文所做的主要工作 7 2 太阳能光伏发电系统概述 8 阳能光伏发电系统的组成和分类 8 立光伏发电系统 8 网光伏发电系统 9 网逆变器的拓扑结构 9 级式并网逆变器拓扑 10 级式并网逆变器拓扑 10 级 C 变换电路 11 级 C 变换电路 18 伏并网逆变器的控制方式 20 3 光伏并网逆 变器的设计 23 级主电路的设计 23 感参数的选择 23 关管的选取 24 级检测电路的设计 24 池板直流电压检测 24 池板电流检测电路 25 级 C 主电路的设计 26 流侧滤波电感 26 目录 开关管的选择 27 级检测电路的设计 28 变器输出电流检测 28 网电压检测 28 制器及外围电路的设计 29 片功能介绍 29 电电路设计 30 4 光伏并网逆变器前级的建模与仿真 31 阳能电池简介 31 阳能电池的工作原理 31 阳能电池的最大功率点 31 大功率跟踪的方法 34 压跟踪法 34 动观察法 34 导增量法 35 阳能电池的模型建立 37 大功率跟踪的仿真 38 5 光伏并网逆变器后级的建模与仿真 41 网逆变器的控制策略 41 伏并网逆变器后级的控制目标、 模式 41 伏并网逆变器后级的单极性 关方式 41 伏并网逆变器后级的双极性 关方式 45 伏并网逆变器后级的控制策略 46 于单极性 关方式的建模 48 制器的参数设计 50 压前馈控制 51 于单极性 关方式的仿真及分析 52 6 总结与展望 54 致 谢 56 参考文献 57 附录 61 1 绪 论 1 1 绪论 伏发电的背景与意义 随着 各国 工业 化 发展 不断 的深入 ， 能源 的消耗 也越来越多，从而导致 各 个 国 家 对能源 出现了供不应求的紧缺局面 。 而 传统的 能 源如 煤炭、石油和天然气三大化石能源 中 可待开发的 资源也 在 不断的减少 ， 世界各国 将再一次面临 能源危机 的 暴发。 大量使用 传统的 化石能源 ， 对 人类耐以生存的 环境造成 了 严重的破坏 ， 能源、环境与发展已成为 人类面临的越来越紧迫的问题了 。 众所周知，水力发电 不但 受到资源和季节的限制，也会对生态环境造成破坏；核电在正常运行的情况下，一般是无污染的，若发生核泄漏事故，也会产生相当严重的后果，而且核废料的处理问题也是一个难题。 在这种对能源的需求不断增 加 的 形势 下， 为了寻求新的发展契机，在全世界范围内 响 起 了开发 和利用 新 能源的 号角 。 利用太阳 能的方式主要有太阳能的热利用、太阳能的光化学利用、太阳能的光伏利用，共三种形式。太阳能的热利用：其利用方式主要包括太阳能热水器、太阳能热发电、太阳能建筑 一体化 等。其中，太阳能热水器的应用最为广泛。太阳能热发电由于光热利用技术的不断进步，使其在经济上的优势越来越明显，使得它的利用的可行性将可能变得越来越高，是一种较为有潜力的利用形式。太阳能的光化学利用：主要有太阳能光合作用、太阳能化学存储、太阳能光电化学转换、太阳能催化光解水制氢等方面的新技术。其中，太阳能制氢技术将可能是未来利用太阳能的关键技术之一。 太阳能的光伏利用：将太阳光的辐射能直接转换成电能的发电形式，其利用方式主要有独立供电和并网发电两种 1。 上述三种太阳能的利用方式中，太阳能的光伏利用即光伏发电技术，在全世界范围内得到了较快的发展。光伏的利用是太阳能发电的最重要的形式，它具有明显的优点：结构简单，体积小且质量轻。在实际应用中，一般根据工程要求将光伏电池经过串并联形式组成一定输出功率和输出电压条件的光伏阵列。安装较简便，施工周期短。使用时，将光伏阵列面向太阳，即可制成移动电源。清洁环保、无噪声。在光伏发电过程中，不向外界排放任何的废弃 物，没有噪声。可靠性高，寿命长。在理论上，光伏电池的寿命可达 20。 基于以上优点，光伏发电在全世界得到了广泛的应用。随着现代科学技术的不断进步，光伏发电的成本不断 降低、 技术领域的发展， 光伏发电 被认为将是 21 世纪最重要1 绪 论 2 的 、最具 潜力 的新能源 2。 伏发电的发展状况 外发展状况 自 二十 世纪以来， 由于 面临日益突出的 化石能源资源的 消耗 问题 和 不断出现的环境破坏问题， 各国政府 都 采取了 各种措施 ，加大了 对 环境保护 的 力度 。各个 国家 都 加 大 了对绿色能源和可再生能源技术发展的支持 力度 ，从而在全世界范 围内 迎来了 光伏发电 的蓬勃发展 3。 不少 的 发达国家 ，出台了 光伏发电的计划和政策 后， 使得 世界 光伏产业 在近几年的时间里的 增长 速度一直 保持 在 年均 30%以上的。 在光伏产业中 ， 增速最快的还是 光伏 集成 建筑 ，基本稳定在 40%以上，而且利用 光伏建筑 一体化 为核心的光伏并网发电 系统的 应用已 经 超过 了 离网 系统的 应用 范围了 ， 从而 成为 了全球 光伏产业 发展 的最主要 动力。 世界各国中 ，越来越多的 政府将 光伏发电 列入重要的议程中，在 颁布和实施了多项的政策和法案后 ，太阳能光伏产业进入了一段欣欣向荣的 时 期。美国及欧盟制定了一系列的计划来推广光伏产业 的应用 4。欧盟制定 了 “环保型经济”规划，斥资 一百三十 亿欧元用于 发展新型的无污染的绿色能源 。 早在上个世纪七十年代 ， 日本政府 就颁布了新能源开发法 、新能源法等一系列的政策来促进新能源产业的发展，在太阳能光伏发电方面取得了巨大成功。 2004 年，德国政府出台了上网电价法，对购电进行补偿，太阳能产业的总产值达 20 亿欧元，比前年增长 60%。 预计将在几年后超过日本而成为世界最大的光伏市场。上世纪八十年代以来，荷兰、瑞士、芬兰、奥地利、英国、加拿大等发达国家，也在积极的行动，实施和制定了光伏屋顶并网发电项目或者 计划 5。根据多项资料表明，近年来光伏并网发电市场发展 非常的快 速， 在上个世纪的最后五年时间里 ，全世界的太阳能发电的电量中实行 并网 的发电 量 增加了 20 倍 ， 其中 光伏行业中由 并网发电所 占据的 市场份额 也增加了 5 倍 6。据统计，到目前为止，全世界的光伏并网系统的发电总量已经占据光伏系统总量的 50% 以上。 纵观整个 光伏发电 行业， 从最 初 作为小功率电源发展到现在作为公共电力的并网发电，其应用范围也已经遍及几乎 各个 用电领域 。光伏发电 已经完成了初期开发 阶段、 示范阶段，正在向大批量生产和 大 规模 的 应用发展 。预计到 21 世纪中叶， 太阳能光伏发电将达到占世界总发电量的 10% 20% 。 1 绪 论 3 内发展状况 我 国地处北半球， 幅员辽阔，不管是 南北距离 还是 东西距离都在 5000 公里以上，拥有 丰富的太阳能资源。 我国 的 大 部分 地区 ， 年 光照射时间平 均 都 在 4KWh/ 2m 以上，而 西 部地区甚至 最高 的可 达 7KWh/ 2m ， 年 照射的 时 间长超过 2000 小时。 相 比其他 很多国家，我国的条件 优越 和充足 的光照 ， 所以我国 在这方面 有 着 得天独厚的 优势 ，太阳能 的应用 在我 国拥有 很好 的应用前景 。 改革开放 以后，国家开始对 太阳能电池行业 的发展给 予 了大力的 支持， 促进了 我国的光伏产业 的发展 ， 而且 在许多 电力 应 用领域建立了示范 工程 。经过 几十 年的 发展 ，我国光伏发电 行业 的研究开发工作， 取得了 不小的成就 ，拥有了不好的 研究成果和 工程 经验 8。 本世纪初， 国家 耗资人民币近 二十 亿 元为 西部 等偏远 地区送 光明到户项目 ， 加速了我国的太阳能发电行业的发展 。国家 从 “ 七五 ” 计划开始每个五年计划都将光伏产业的发展列入其中 ， 使 我国在光伏 发电应用技术的各 方面取得了一些成果。科技部 在 首都建 造 了 2050 大型 光伏 建筑一体化得到 并网 发电 系统， 并 成功地实现了并网 。 早在 2004 年 ， 我国就 成功地 建设 了 1量的大型光伏并网电站 ，它是由 中科院电工研究所 研发的 ， 并在 深圳世博园 实施 。 该电站 是 国内 设计的 首座兆瓦级 得 并网光伏电站。 同年，深圳又 成功建设了总容量 1发电量约为 100光伏发电站，其规模是当时亚洲最大的。为了给光伏发电行业的发展提供政策性的保障，国家在 2005年和 2006 年先后 颁布的 可再生能源法 和 可再生能源发电价格和费用 的规定 ，这两项政策的颁布实施 ， 确定了我国光伏发电的中长期发展规划、发 展重点、发展目标，同时得到了国务院能源领导小组会议的批准，可再生能源的利用再次得到了极大的支持。为了完成 “ 绿色奥运 ” 的口号， 2008 年北京奥运会的多个奥运场馆都充分将新能源发电技术运用到奥运建筑当中，主要表现为采用了太阳能和风能等可再生能源为奥运场馆的用电设施供电，大幅度的减少污染物的排放量，使绿色奥运的理念得到了充分的体现。同年 12 月，昆明石林光伏并网实验示范电站正式开工建设，作为我国最大的光伏并网实验示范电站，该电站总装机容量为 166 项目包括科普区和实验示范区两个部分：科 技 普 及 区 的 装机规 模 66 均发电量 七千多万度 ；实验示范区 的发电规模为 100 均发电量 近一亿度 10。 2009 年 11 月， 在中北大学投入使用的光伏并网电站作为山西 省 第一个光伏工程，它的总的 容量为 三十万瓦 ，年发电量约为 五十万度 ，可节约 燃 煤 五千 多吨， 并且能够 减少约 八千 多吨粉尘和 其他的 有害气体等污染物的产生。这样一来， 不仅可以大量减少 燃煤对 环境 带来的 污染，还对山西省的新能源发展起到了促进作用。 2010 年 3 月，拉萨市羊八井镇光伏项目开始建设，总装机容量为10 计投资两个多亿，施工周期为十个月，该项目在建 成之后将是西藏最大的光 1 绪 论 4 伏电站。与该项目仅一墙之隔的是羊八井地热电站，可将羊八井光伏电站的电能直接经高压线路输送至羊八井地热电站变电站，不再需要重新铺设线路就可实现远距离输送，减少了输电线路的费用，同时也减少了输电过程中电能的损失。 总之，随着对发展光伏并网发电技术越来越重以及各项扶持政策的实施，我国的光伏并网发电产业将成为未来国内电力市场的一个重要组成部分。纵观国内外光伏并网发电的状况，可以看出它是世界光伏发电技术的必然趋势。 因此，对光伏 并网发电 系统的研究 将是未来研究的重要方向。 伏并网逆变技术 现状 网逆变器的技术要求 在 光伏 并网发电系统中， 并网逆变器作为 并网系统的核心部分 ，它的主要功能是将光伏阵列输出的 电能 变换后 馈送 到 电网 。 并网逆变器 的 运行状况 直接 影响 到 整个系统 的能否 达到电网系统 运行 的效率 。 所以对 并网逆变器 的 要求 主要 有 以下五点 ： 输出波形为正弦波。 具有高的转换效率。 高可靠性。 功率因数近似为单位功率因数，即网侧电流无畸变且与电网电压相位 保持 一致。 具有 使系统安全稳定工作的 保护功能。 在 29 准 中， 对 从 并网 发电系统 输入 到 电 网的电流 的 谐波 各参数 作 出 了 明确 的 规定 ， 并网 过程中不允许对电网 造成污染，所以对并网电流的要求 如表 示。 表 网入网电流谐波含量限制 谐波次数 ( 奇数 ) n 11 11n 17 17n 23 23n 25 n35 谐波含量 总谐波失真 5% 作为有史以来 第一个 为 规范 容量小于 10作频率为 60 分布式 发电 系统而制定 并网的标准 ， 547 2003 是 由 电气 与 电子 工程 协会 制定发布的 9。针对我 国的市电 频率为 50需 根据该标准按比例 进行 修改后作为参考 使用 。 根据功率情况，又可分为如表 示的两种情况。 1 绪 论 5 表 网系统频率异常响应时间 发电系统容量 频率（ 响应时间（ S） 30 30 （ 网系统工作时，其相位和频率必须和电网电压保持同步， 同时 还必须使电压幅值跟踪电网电压，当这三个指标符合表 示的要求时，才 能够闭合连接装置，进行并网工作。 表 统并网同步参数指标 容量 (频率差（ f, 电压差（ V,%） 相位差（ , ） 00 20 500 15 1500 10 内外并网逆变技术发展现状 国外 的 并网逆变器 市场 已经 有很多 比较 成熟的产品，例如 伏专用逆变器 ，在 市场中的 一定数量的 具有市场化的产品，其中 以 占有的 50 的欧洲市场份额 。 其中以 列是最成功的产品之一，应用最为广泛 10。 如 司的 产品额定输出功率为125入电压范围为 300出为 19850交流电，最大效率为93%。待机时 的 自耗 功率 小于 50W。输出电流 于 3%，功率因数大于 1。又如日本 发研究中心大厦采用百叶窗式电池板，共有 828 处，工程中采 用 了 三台 10有双向电力变换功能 的逆变器与交流电网并网。该逆变器设有最大功率自动跟踪控制环节，可向 负载 提供稳定的交流功率。 当系统有 富裕能量 时， 可通过逆变器的自动再生控制状态向交流电网反馈， 实现 电网 功能 。 在我国， 虽然 光伏发电技术的研究 有一定的发展，但是和国外相比还有一定的差距。在 光伏 并网 逆变器的研究方面，一批科研单位如合肥工业大学能源所、燕山大学、中山大学、上海交通大学、中国科学院电工研究所等在这方面进行了研究。在“九五”、 “十五”期间，国家科技部投入了大笔的经费进行开发研究工作并取得了一些成果 12。国内的比较有影响力的光伏逆变器厂 家，如台湾茂迪 、合肥阳光等。 近年来 ， 越来越多的通信电源企业开始涉足光伏逆变器行业，主要开发中小功率的产品，产品的各项技术参数、 1 绪 论 6 功能以及稳定性等与国外的 产品 还存在着差距，特别是 在 并网逆变器方面，目前还没有成熟的产品市场化。 到 目前 为止 ， 我国所建 的部分 光伏 并网系统 工程 如：深圳世博园 1 网光伏系统 工程，该工程 采用的是 司所生产的 定功率125 定功率为 90 定功率为 W）并网逆变器 13。我国已建设的 光伏 并网发电系统 工程中 ， 使用 的并网 型逆变器 大部分 还 是通过 进口 获得，或者是通过技术 合作的方式 得到 ， 所以 掌握并网逆变器技术 ， 对 我国大规模的 推广光伏并网 发电 系统 的应用 有着 极其 重要的作用。 伏并网逆变器的发展趋势 从整个光伏发电行业 的 发展 形势 来看，采用新型建筑主要是指把太阳能同建筑结合起来，将房屋变成独立电源，可以为各种负载 提供电能同时也可以将电能并网。这种新的技术方法称为光伏并网发电 建筑一体化 (14。这 是人类进步和社会科学技术发展的必然的发展，标志着 光伏发电由边远地区向城市过渡，由补充能源向替代能源过渡。联合国能源机构 的 调查报告显示，光伏建筑一体化将成为 21世纪城市建筑节能的市场热点，太阳能建筑业将是 21世纪 重要的新兴产业之一。 随着当今电子技术的不断进步，电子元器件正朝着低损耗、快速化、智能化、封装合理化等方向发展。各种新的电力电子元器件、数字信号处理器的问世，以及先进的控制方法的提出，使传统的电力电子能量变换已经发生了巨大的变化。先进的数字信号处理技术应用于逆变器当中，使并网逆变器的各项参数性能得到提高。先进的控制方法应用于系统中，将极大的改善输出 波形的质量，从而减轻滤波环节的负担，使系统得动态响应得到提高。因此，数字化、高频化将是并网型逆变器的发展必然方向。 网系统的孤岛效应 孤岛效应主要是指在电网故障或中断的情况下，太阳能光伏发电系统没有检测到电网的停电状态，逆变器不能及时切断和电网的连接，继续给负载供电从而形成了电力系统无法控制的独立供电系统。它是并网发电系统中普遍存在的问题，一旦产生将会对用电设备和设备维修人员甚至是电网都会产生严重的后果 15。鉴于孤岛效应造成的危害，光伏发电系统需要能够及时的检测到电网的断电状态并能使立即让系统 停止运行。 防治孤岛效应，通常的方法主要分为“主动式”和“被动式”两种。目前常用的主动检测法有：输出电力变动、加入电容或电感、频率偏移等方法。常用的被动检测法主要有：电压与频率的保护继电器、相位跳动、电压谐波、频率变化率、输出功率变化率 1 绪 论 7 等方法 16。上述主动式和被动式检测法各有其优点，为了达到良好的检测效果，可以同时运用主动和被动的检测方法，使孤岛检测的准确度提高 17。 文所做的主要工作 本文以并网逆变器作为研究对象。并网逆变器主要是将太阳能电池阵列的电能经过转换馈入到电网中，本文采取单 相两级式系统结构，前级 C 升压环节，后级 首先设计 基于 多路前级 C 升压环节的主电路和基于最大功率跟踪的控制电路，建立了其数学模型和仿真模型，实现了对多路太阳能电池支路的最大功率独立跟踪。 然后设计 基于无隔离变压器的全桥的后级 C 逆变环节和以逆变器输出电流为控制目标的 制策略。比较了在单极性开关方式和双极性开关方式下，后级C 逆变环节的 制、输出波形和工作效率的区别，提出了单极性开关方式提高逆变器工作效率的方法。建立了相应的数学模型和 仿真模型，仿真验证了设计的可行性。 2 太阳能光伏发电系统概述 8 2 太阳能光伏发电系统概述 阳能光伏发电系统的组成 和分类 利用太阳能电池的光伏效应，将太阳辐 射能直接转换成电能。最基本的光伏发电系统一般是由太阳能电池板、 蓄电池 (组 )、 前级 直流 控制器、逆变器 等 构成 18。 独立式 光伏发电系统主要用于 电网没有接通的地区 ， 通常 带有储存能量的蓄电池组，蓄电池组可通过将多个蓄电池进行连接而得到。这种独立光伏系统 ， 一般用来为单独的用电户日常生活的用电 。 在阳光充裕的天气 除了满足用户的需求之外，还 需用蓄电池组将多余的电能储存起来 以备夜间或 者阳光不足的时候满足用户的用电需求，而当蓄电池达到饱和的时候，多余的电能就会被浪费掉。 采用 这种供电方式 时 ，蓄电池的作用尤为重要，但是由于蓄电池的价格较高，而且使用寿命 有限 等诸多因素的影响， 这种供电方式 的使用范围相当有限 。而光伏并网发电 则不存在这样的问题，它通过与 电网 的联结 ， 可以 将 蓄电池无法储存的电能 输送到电网 中，实现了电能的合理利用 ；而 当光伏系统的的 电能不足 以满足 用电需求 时 ，可以通过 利用电网来 对系统进行供电 。此外，并网发电系统并不需要储能环节 （蓄电池组） ，这 样 便极大节省了设备成本和维修费用。 立光伏发电系统 在独立运行系统中，蓄电池作为储能单元，它将 太阳能电池板 输出 的 多余 电能储存起来 ， 以便 供 日 照不足或 无 日照时使用。 但蓄电池的使用寿命比较短， 因此， 为了延长蓄电池的寿命， 在 直流控制中应具有一个调节保护环节来控制蓄电池的充放电的速率和深度 的控制器 19。 独立运行太阳能光伏发电系统的典型结构框图如图 根据环境的不同目的和设备的地方 ,独立光伏发电系统和以下两种类型 : (1) 采取专门的负载的光伏发电系统 20。采取专门的负载的光伏发电系统是根据负载的要求 来进行 设计 的 。因此 ,输出功率 为常数时 ,输出电压可任意频率的交流 , 如光电照明系统等。 (2) 负荷与一般的光伏发电系统。负荷 可分为直流和交流，那么对应于不同的负载就会有不同的电路连接方式 21。如果是直流负载，系统中需配备蓄电池组环节，以便在无光照的条件下给负载供电；如果系统中采用的是交流负载，那么则 需要加入逆变器，通过逆变将光伏阵列的电能进行转换成为满足交流负载 要求 的电能 。 2 太阳能光伏发电系统概述 9 太 阳 能 电 池 板 D C / D C 蓄 电 池 直 流 负 载交 流 负 载控 制 器 逆 变 器图 阳能独立发电系统框图 网光伏发电系统 同 独立 光伏 发电系统 相比 ， 首先 ， 并网系统 不需要蓄电池组，不仅仅节约了 蓄电池的购买 成本 和维修费用 ，而且杜绝了蓄电池可能会带来的环境污染问题。然后，太阳能电池阵列所有的电能都通过系统输送到电网之中 ，使得太阳能的发电效率得到最大的提高。 通常情况下，一个基本的 并网光伏 发电 系统 主要 由 太阳能电池 阵列、 C 变换器、逆变器 以及 控制器 四个部分 组成 。 如图 示为太阳能并网发电系统框图。 其中太阳能电池的作用是给系统提供直流电能； C 变换器主要是对直流电能进行升压或者降压处理使其电压值满足逆变器的要求； 逆变器 主要的作用 主要 是将前级输出的电能转 换成与电网同频同相的 正弦电流 输送到 电网中 去 ； 控制器 的主要功能是控制 及 逆变电路的工作使其输出电流波形和电网 保持同频同相。 太 阳 能 电 池 板 D C / D 交 流 负 载控 制 器逆 变 器M P P 阳能并网发电系统框图 网逆变器的拓扑结构 光伏并网 逆变器 按结构分类一般又可分为单级式与两级式 结构 22。 下面分别对单级式和两级式结构进行对比分析。 2 太阳能光伏发电系统概述 10 级式并网逆变器拓扑 单级式并网逆变器不含 C/ 由于太阳能电池的输出电压一般难以直接达到并网的 电压要求，所以 单级式并网逆变器 系统 为了能够 同时 完成 C/电路 中 还需要配有 升压变压器来将逆变电压 与电网 电压匹配 ,而通常加入的变压器是工频变压器，将增大系统的体积与成本 ，同时会降低系统的效率。 所以在实际的工程应用中，这种电路拓扑使用的不多 23。 级式并网逆变器拓扑 目前的研究方向主要集中于 由 C 和 C 组成的 两级 式的 能量变换的结构 。前级 主要功能是 调整光伏阵列的工作点，使 其太阳能电池工作在最大功率点处 ； C 逆变器主要是为了跟随并网的电压与相位 ， 以使得输出的电流与电网电压同相位，同时获得较好的功率因数 24。 这种 结构 具有的 特点： 由于直流变换 环节 和逆变环节可以 单独进行研究和计算 ， 系统 前、后两级的链接不是相当的紧密 ，对于 上述 两个 的 环 的 节的 掌握 可以分开进行研究，降低了设计的难度 ； 前级具有 最大功率点跟踪环节 可以给后级的逆变环节输送的较大的电压范围较大 ，这样一来可以将较为平缓的 输入量输送到逆变环节 ，这样 不仅使逆变器的效率有很大的提高，而且对于整个系统的稳定性也有一定的 益处