铝电解电容器在光伏逆变器行业的应用

1.光伏逆变器释义及工作原理

1）光伏逆变器释义：

逆变器又称电源调整器，是一种由半导体器件组成的电力调整装置。主要用于把直流电力转换成交流电力。

逆变器由升压回路和逆变桥式回路构成，升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压；逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价装换成常用频率的交流电压。

2）光伏逆变器工作原理：

逆变器通过有规则地让晶体管等开关元件重复开-关（ON-OFF）,使直流输入变成交流输出。当然，单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不适用。一般采用高频脉宽调制，使靠近正弦波两端的电压宽度变狭，正弦波中央的电压宽度变宽，并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝一方向动作，这样形成一个脉冲波列（拟正弦波），然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。

2.光伏逆变器功能概括

1）光伏逆变器功能概括如下：

逆变器不仅具有直交流变换功能，还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和系统故障保护功能。

归纳起来有自动运行和停机功能、最大功率跟踪控制功能、防单独运行功能、自动电压调整功能、直流检测功能、直流接地检测功能。这里简单介绍一下直交流变换功能、自动运行和停机功能以及最大功率跟踪控制功能。

①直交流变换功能：

逆变器的主要功能是将电源的可变直流电压输入转变为无干扰的交流正弦波输出，既可以供设备使用，也可以反馈给电网。

②自动运行和停机功能：

早晨日出后，太阳辐射逐渐增强，太阳电池的输出也随之增大，当达到逆变器工作所需的输出功率后，逆变器即自动开始运行。进入运行后，逆变器便时刻监视太阳电池组件的输出，只要输出功率大于逆变器工作所需的输出功率，逆变器就持续运行，直到日落停机。当逆变器输出接近0时，便形成待机状态。

③最大功率跟踪控制功能：

太阳电池组件的输出功率随太阳辐射强度而变化，因此存在能获取最大功率的最佳工作点，相对于辐射强度变化，始终让太阳电池组件的工作点处于最大功率点，系统始终获取最大功率输出，这种控制就是最大功率跟踪控制。

3.光伏逆变器分类及行业现况

1）光伏逆变器分类：

①根据在光伏发电系统中的用途分为独立型电源用和并网用。

②根据波形调制方式分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器、组合式三相逆变器。

③根据有无变压器分为变压器型逆变器和无变压器型逆变器。

2）光伏逆变器行业现况：

①光伏逆变器行业情况：

目前光伏逆变器行业领军者是德国艾斯玛（SMA）公司，技术处在行业顶点；国内比较有实力的逆变器企业有：合肥阳光电源、三晶新能源、中大电通、山亿新能源、北京科诺伟业、艾索新能源、西安爱科等。

②全球十大知名光伏逆变器厂商：

SMA（德国）；POWER-ONE（美国）；KACOKACO新能源公司（德国）；瑞福索公司（中国）；英赫特安（西班牙）；ABB（瑞士）；合肥阳光电源股份有限公司（中国）；ENPHASEENERGY（美国）；特变电工（中国）；追日电器（中国）。

4.光伏逆变器用铝电解电容器要求

1）光伏逆变器对电解电容器的要求：

①高电压：

一般大功率的光伏逆变器，将转化后的交流电直接并入高压电网中，但从安规角度考虑，光伏电池组的输出电压一般不高于900V，可以选择两只450V电解电容器串联，但为了提高安全性，可以选择两只500V电解电容器串联，近年来更是开发出了高电压等级的550V电解电容器以应对市场需求。

②高耐纹波能力：

一般光伏逆变器流过电解电容器的纹波电流较高，在这种情况下，如果一只电解电容器的额定纹波电流不能满足要求，要选择通过多只电解电容器并联方式来获得所需要的电流值。所以要求单个电解电容器耐纹波能力要高，以减少电解电容器的并联数量，提高整体可靠性。

③长寿命：

在太阳能发电系统中光伏电池板的使用寿命长达25年，而逆变器成为光伏系统一般只能使用5到10年，这主要受限于无源元件电解电容器（电解电容器负极为电解液，会随着使用时间的增长慢慢干涸而失效）。这势必需要电解电容器行业制造出更长寿命的电解电容器来符合光伏逆变器的要求。