9、三相光伏系统：结构、拓扑与控制

三相光伏系统：结构、拓扑与控制

1 引言

可再生能源在全球和欧洲市场都变得极为重要，这主要得益于过去十年中光伏（PV）系统成本下降了高达 75%。2012 年，就新增装机容量而言，光伏成为欧洲排名第一的能源资源，新增容量超过 16GW，超过了低于 12GW 的风能装机量。不过在 2014 年，光伏技术发展势头有所减弱，新增容量仅 7GW，位居第二。

近年来，光伏是增长最快的能源技术之一，这得益于欧洲市场在 2012 年饱和前的蓬勃发展。2014 年，欧洲以外的市场，尤其是中国和亚太地区的市场有所增长。到 2015 年底，全球光伏系统装机容量超过 222GW。2016 年，全球装机容量增加了 50GW，到 2019 年，在低安装情景下全球容量可能达到 396GW，乐观预测则为 540GW。

地面光伏电站功率已达数百兆瓦，且不再是“一装了之”的模式。如今，即使是千瓦级的系统也需要为电网提供无功功率支持服务，这使得光伏逆变器成为太阳能能源转换链中的关键组件。

过去，光伏逆变器只是电网中的被动元件，像负负载一样工作，注入功率与日照成正比，仅向电网提供有功功率。这种被动行为导致了电网稳定性问题，尤其是在低压（LV）住宅或农村地区，光伏渗透率高，使低压配电线和变压器不堪重负，导致配电系统电压升高。这就对光伏逆变器提出了以下关键要求：
- 当电网电压（Vg）高于标称值（Vgn）的 110%时，光伏逆变器需与电网断开连接。标准和电网规范规定，只有当电网电压在 0.85 * Vgn < Vg < 1.1 * Vgn 范围内时，逆变器才能保持与电网连接。
- 光伏逆变器需以每 1Hz 与标称电网频率的差值减少 40%实际功率的速率降低有功功率注入，