光伏逆变器是光伏系统的核心设备，主要作用是把光伏组件发出来的直流电变【biàn】成符合电网【wǎng】要【yào】求的交流电。但实际【jì】上逆变器不仅【jǐn】仅是逆变【biàn】，而是光伏电站的安全管家，逆变器还承担着光伏【fú】方阵和电【diàn】网【wǎng】的监测【cè】和保护【hù】，对外界环境防【fáng】护和人机交互等系统级功能。
在光【guāng】伏行业标准NB32004-2013中，逆变器有100多个【gè】严格的技术【shù】参数，每一个参【cān】数合【hé】格【gé】才能【néng】拿到证书。国家质检总【zǒng】局【jú】每一【yī】年也会抽查，对光伏并网【wǎng】逆变器产品的保护连接、接触电流【liú】、固体绝缘的工频耐【nài】受电压、额定输入输出、转【zhuǎn】换效【xiào】率、谐波和波形畸【jī】变【biàn】、功率因数、直流分量、交流【liú】输出侧【cè】过/欠压保护等9个项目进【jìn】行了检验。
一款全新的逆变器，从开发到量产，要两年多【duō】时间才【cái】能出来，除【chú】了过欠电压保护等【děng】功能外，逆变器还【hái】有很多鲜为人知的黑【hēi】科技，如漏电流控【kòng】制【zhì】、热设计、电磁兼容【róng】、谐波抑【yì】制，效率【lǜ】控制等等【děng】，需要投入大量的【de】人力【lì】和物【wù】力去研发和测【cè】试。
逆变器的效率直【zhí】接关系到系统的【de】发电【diàn】量，因此是客户【hù】高【gāo】度关注的一个重要指标。
2018年1月，工信部发【fā】布的《光【guāng】伏制造行业规范条件》要【yào】求：含【hán】变压器型的光伏逆变器中【zhōng】国加权效率不得低于96%，不含变压器型的光伏逆变器中国【guó】加权效率不得低于98%（单【dān】相二级拓扑结【jié】构的光伏逆变【biàn】器相关指【zhǐ】标【biāo】分别不【bú】低于94.5%和96.8%），微型逆变器相【xiàng】关指标分【fèn】别【bié】不【bú】低于【yú】94.3%和95.5%。这【zhè】个标准不算高，是入门级的【de】，大部分厂【chǎng】家都【dōu】可以达到。而效率【lǜ】的不断提升，是【shì】逆变器生【shēng】产厂【chǎng】家一直追求的目标，集中【zhōng】式逆变器【qì】的【de】效率，2010年平均约96%，2018年【nián】上升到99%，“单相二【èr】级拓扑结【jié】构的光伏逆变器相【xiàng】关指标【biāo】分别不低于94.5%和96.8%”，可能是单相含【hán】变压器效率不低于【yú】94.5%，不【bú】含变压器效率【lǜ】不【bú】低于96%，组串式的逆【nì】变器大部分不含变压器， 单【dān】相中【zhōng】国效【xiào】率可以达到【dào】98%。
提高逆变器的转换效率有很大的重要性。比如我们提高1%的转换效率，500KW的逆【nì】变器，平均每天算4小时，逆变器【qì】每【měi】天可以多发【fā】出将近20度【dù】电，那么一年既可以多发出将近7300度电，十年即可多发出73000度电。这样就相【xiàng】当于一台5KW逆变器的发电量。这样客户【hù】可【kě】以【yǐ】节省一台【tái】5KW逆变器的电站。所以为了提【tí】高【gāo】客【kè】户的最大利益，我们需要尽可能的提高【gāo】逆变器的转换【huàn】效率。
提高逆变器效率唯一的措施就是降低损耗，逆变器的主要损【sǔn】耗【hào】来自于IGBT、MOSFET等功率【lǜ】开关管，以及变压器、电感【gǎn】等磁性【xìng】器【qì】件。损耗和元器件的电流，电压以及选用的材料采取的工艺有关系。
IGBT的损耗主要有导通损耗和开关损耗，其【qí】中导通损耗【hào】和【hé】器件内阻、经【jīng】过的电流有关，开关【guān】损耗和器件的开关频率，器件承受的直【zhí】流电【diàn】压有关【guān】。
电感的损耗主要有铜损和铁损，铜【tóng】损指电感线圈【quān】电阻【zǔ】所引起的损耗，当电【diàn】流通过线【xiàn】圈【quān】电【diàn】阻发热时【shí】，一部【bù】分电能就【jiù】转变为热能而损耗，由于线圈一般都由带绝【jué】缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损，铜损【sǔn】可以通过测【cè】量变压器短路【lù】阻抗来计算。铁损包括两个方【fāng】面：一是磁滞【zhì】损耗，另一是【shì】涡流损【sǔn】耗，铁损可【kě】以通过【guò】测【cè】量变压【yā】器空载电流来计算。
目前有三种技术路线：一是采用空间矢量脉宽调制等控制方式，降低损耗，二是采用碳化硅材料的元器件，降低功率器件的内阻，三是采【cǎi】用【yòng】三电平，五电平等【děng】多电平电气拓扑以及软开关技术【shù】，降低功率器件两端【duān】的电压，降低功率器【qì】件【jiàn】的【de】开关频率。
是一种【zhǒng】全【quán】数字【zì】控制方式，具有直流电压【yā】利用率【lǜ】高，易于控制【zhì】等的优【yōu】点，被广【guǎng】泛应用逆变器中。直流电压利用率高，可【kě】以在相同大小的输出电压【yā】下【xià】，采用更低的直流母线电压，从而降低了功率开【kāi】关【guān】器件的电压【yā】应力【lì】，器件上的开关损【sǔn】耗更小，逆【nì】变【biàn】器的变换效率得【dé】到了【le】一定的【de】提升。在空间矢量合成【chéng】中，有多种矢量序列【liè】组合方法，通过不同的【de】组合和【hé】排【pái】序，可以【yǐ】获得减小功【gōng】率器【qì】件开关【guān】次【cì】数的【de】效果，从而能够进一步减【jiǎn】小逆变器【qì】功率器件的开关损耗。
碳化硅器件的单位【wèi】面积的阻抗仅【jǐn】为硅器件的百【bǎi】分之【zhī】一。利用碳化硅材料制作的IGBT(绝缘栅双极晶体【tǐ】管)等【děng】功率器件【jiàn】，其通态阻抗减为通【tōng】常【cháng】硅器件【jiàn】的十分之一，碳化硅技术可以有【yǒu】效减【jiǎn】小二极【jí】管反向恢复电流，从而能【néng】降低功率器件【jiàn】上的开关【guān】损【sǔn】耗，主开关【guān】所【suǒ】需的【de】电流容量也能相应减小。因此【cǐ】，将碳化硅【guī】二极管作【zuò】为【wéi】主开关【guān】的【de】反并二极管，是改善逆变【biàn】器效率的途径。与传【chuán】统快恢复硅反并联二【èr】极管相比，采【cǎi】用碳化硅反并联二【èr】极管后，二极管反向恢复电流显著减小，并可以改善1％的总变换效率。采用快速IGBT后，由于开关速度加【jiā】快，并【bìng】能改善2％整【zhěng】机【jī】变换效【xiào】率。当【dāng】把【bǎ】SiC反并二极管【guǎn】与快【kuài】速IGBT相结合后【hòu】，逆变器的效率将进一步改【gǎi】善。
软开【kāi】关技术利用谐振原【yuán】理，使开关【guān】器件【jiàn】中的【de】电流或者电【diàn】压按正弦或者准正弦规律变化，当电流自然过零时，关断器件；当电压自然过零时，开通器件。从而减少了开关损耗【hào】，同时极大地解决了感【gǎn】性关断，容【róng】性开通等【děng】问题。当开关管两端的电压或流过开关管【guǎn】的【de】电【diàn】流为零【líng】时才导通或者关断，这样开关管不会存在【zài】开【kāi】关损耗。三电平逆变器拓扑主要应用在于高压大功率场合。与传统两电平结构相比，三电平逆变器输出增加了零电平，功率器件的电压应力减半。因为这个优【yōu】点，在相同的开关频率下，三【sān】电平逆变器可以比两电平结构采用更小的输出滤波电【diàn】感，电【diàn】感损耗、成本和【hé】体积【jī】都能有【yǒu】效减小【xiǎo】；而在相同的输出谐【xié】波【bō】含量下【xià】，三电平逆【nì】变器可以比两【liǎng】电平结构采用更【gèng】低的开关频率，器【qì】件开【kāi】关损【sǔn】耗更【gèng】小，逆【nì】变器的变【biàn】换效率得到提高。
光伏行业不能一味依赖政府补贴，要实现平价上网才有可能发展。要实现这个目标，一是要降低成本，二是要提高发电量收益。当前光伏行【háng】业各个【gè】产业链，包括【kuò】组件和逆变器【qì】厂家都【dōu】在【zài】不遗余力地努力。为了【le】提高【gāo】收益【yì】，从系【xì】统层【céng】面【miàn】看，需要【yào】优化系统设【shè】计【jì】，从设备层面看【kàn】需要提【tí】高各部件的【de】效率。光伏组件效率提【tí】升0.1%的背后【hòu】是无数汗水和无数的创新，同样的道理也适用于逆变【biàn】器。逆变器效率每提【tí】高【gāo】0.1个百分点，背【bèi】后都隐含【hán】着研发人员大量努力的【de】工作。
