18、耐阴影光伏微转换器技术解析

耐阴影光伏微转换器技术解析

1. 住宅光伏系统概述

住宅光伏系统主要分为两类：

1.1 带中央转换器的光伏系统

在传统光伏系统中，太阳能电池板通常串联形成电池串，多个电池串再串联以提高额定功率，最后通过“中央转换器”（也称为“串式逆变器”）将直流电压转换为交流电压。这种系统成本较低、组件数量少，但存在明显缺点：
- 单个太阳能电池板故障可能影响整个电池串的运行。
- 阴影或部分阴影问题严重，单个电池板部分阴影可能导致整个电池串输出大幅下降。
- 扩展电池串较为困难，需要保证电池串布局、模块方向、倾斜度和电池板数量相同。

1.2 带模块级电力电子设备（MLPE）的光伏系统

与传统系统不同，MLPE 系统通过减少光伏模块的损耗失配，提高了能源产量。它可分为部分功率转换和全功率转换，全功率转换系统更具优势，主要包括光伏功率优化器（PVPO）和光伏微逆变器（PVMIC）。MLPE 系统具有以下优点：
- 系统可靠性高。
- 设计灵活。
- 发电量高。
- 耐阴影能力强。
- 使用相对安全。

1.2.1 光伏功率优化器（PVPO）

PVPO 本质上是一个 DC/DC 转换器（通常是非隔离式降压 - 升压 DC/DC 转换器），可将优化后的直流电压发送到串式逆变器，提高光伏模块的整体发电量。其优点是输入电压工作范围宽，兼容性高，但串式逆变器可能成为转换系统的“瓶颈”，且串联模块产生的高直流电压可能导致电线电弧。

1.2.2 光伏微逆变器（PVMIC）

在 PVMIC 系统中，与光伏模块关联的微逆变器并联