本章介绍光伏系统的基础电工知识。从事太阳能发电工作，我们不可避免要接触【chù】到有关电【diàn】方面【miàn】的【de】名【míng】词、术语，也经【jīng】常【cháng】有很多用电方面【miàn】的困惑【huò】。同样的组件，同样的【de】安装方【fāng】式，是什么因素导致发电【diàn】量不一样【yàng】?为什么会发生由用电引发【fā】的火灾?晚上并网逆变器【qì】不工作，为什【shí】么隔离变压器还会消耗电能?很多经【jīng】常【cháng】听到的，看似简单，又不容易说【shuō】清的【de】问题，通过本【běn】章的学习都【dōu】会有明确【què】的答案【àn】。

本章介绍光伏系统基本电路知识

2.1、电路的组成和作用

电流所流过【guò】的路径【jìng】称为电路【lù】。它是【shì】由【yóu】电源【yuán】、负载、开关和连接【jiē】导【dǎo】线等4个基本部分组成【chéng】的。电源【yuán】是把非电能转换成电能并向外提供【gòng】电能【néng】的装置。常见的电源【yuán】有光伏发电系统、蓄电池和发电机等。负载是电路中【zhōng】用【yòng】电器的总称，它将电能转换成【chéng】其他形式的【de】能。如电灯【dēng】把电能转换成光能;电烙铁【tiě】把电能转【zhuǎn】换【huàn】成热【rè】能;电动【dòng】机把电能转换成机械能【néng】。开关属于控制电器，用于控制电路【lù】的接通或断开【kāi】。连【lián】接导【dǎo】线将电源和负载连接起来，担负着电能的传【chuán】输和【hé】分配的任务。电【diàn】路电流方向【xiàng】是由电源【yuán】正极经负【fù】载流【liú】到【dào】电源负极，在电【diàn】源内部【bù】，电流由负极流向正【zhèng】极，形成一个闭合通路。

电源和负载也【yě】是可以变换的【de】，如电网一般都是电【diàn】源，但在光伏【fú】并网系统中【zhōng】，电源是组件和逆变器，电网是负载。蓄电池在充【chōng】电时【shí】是负载，放电【diàn】时是电源。

2.2、电路的三种状态

电路有三种状态：即通路、开路、短路。

通路是指【zhǐ】电路处处【chù】接通。通【tōng】路也称为闭合【hé】电路，简称闭【bì】路。只有在通路【lù】的【de】情况下，电路才有正【zhèng】常【cháng】的工作电流，开路是【shì】电路【lù】中某处断开，没有形成通路的电路，开路也称为断路【lù】，此时电路中【zhōng】没有电流【liú】;短路是指【zhǐ】电源【yuán】或负载两端被导线连接在一起【qǐ】，分别称为电源短路或负载短路。电源短【duǎn】路时电源提供的电流要比【bǐ】通路时提【tí】供的电流大很多【duō】倍，通常是【shì】有【yǒu】害的【de】，也是非常危险【xiǎn】的，所以一般不允【yǔn】许电【diàn】源短路。

光伏系统中，逆变【biàn】器【qì】工作时，组件处【chù】于通路状态，组件的电压就【jiù】是工作电压【yā】;逆变器没有工作时，组件【jiàn】处于开【kāi】路状态，组件的电压【yā】就是开路【lù】电压，开路电压一般要【yào】比【bǐ】工作【zuò】电压高19%左右【yòu】。由于组件是【shì】一个电流源，内阻比较高，组件短【duǎn】路【lù】时电流也不大，约为工作电流的1.25倍，所以单路的组件【jiàn】短路【lù】，熔断【duàn】器不会【huì】熔断，逆【nì】变器里面的熔断【duàn】器【qì】的主【zhǔ】要作用是有多路【lù】接【jiē】入时【shí】，任意一组接【jiē】地，防止别的组串就会流向这【zhè】一路，超过三路就需要配熔断器了【le】。

2.3、欧姆定律

所谓一段电阻电路是指不包括电源在【zài】内的外【wài】电路，电阻电【diàn】路欧姆【mǔ】定律【lǜ】的【de】内【nèi】容是，流过导体的电流强【qiáng】度与这段导体两端【duān】的电压成正比【bǐ】;与这殷【yīn】导【dǎo】体【tǐ】的电阻成反比。其数学【xué】表达式为：

1)当全电路处于通路状态时，得出端电压为：，由【yóu】公式可知，随【suí】着【zhe】电流的增大，外【wài】电路【lù】电压也随之减【jiǎn】小。电源【yuán】内阻【zǔ】越大，外电【diàn】路【lù】电压【yā】减小得越多。在直流负载时需【xū】要恒定电压供电，所以总是【shì】希望电源【yuán】内阻越【yuè】小越好。

2)当全【quán】电路处于断路状态时，相【xiàng】当于外电路电阻【zǔ】值趋于无穷【qióng】大，此时电【diàn】路电流【liú】为零，开路内【nèi】电【diàn】路电【diàn】阻电压【yā】为零，外电路电压【yā】等于电源电动势。

3)当全电路处于短路【lù】状态时，外电路电阻值【zhí】趋【qū】近【jìn】于零，此时电路【lù】电流叫短路【lù】电【diàn】流。由于电源内阻很小，所以短路电流很大。短路时【shí】外电路电【diàn】压【yā】为【wéi】零，内电路【lù】电【diàn】阻电压等于电源电动【dòng】势。

2.4、串联和并联电路

在一段电路上，将几个电阻【zǔ】或者电【diàn】源的首尾依次【cì】相连【lián】所【suǒ】构成的一个没有分支的电路，叫做串联电路。将两个或两个以上的【de】电【diàn】阻或者电源两端分别接在电【diàn】路中相同【tóng】的两个节点之【zhī】间，这种连接方【fāng】式叫【jiào】做【zuò】并联电【diàn】路【lù】。

1)串联电路有以下特点：