编者按：一文了解 逆变器的主要技术性能指标。

逆变器的主要技术性能指标有：

①额定输出电压。在规定的直流输入电压允许波动范围内，输出额定电流时，逆变器应输出的额定电压值。逆变器的输出电压稳定度表征逆变器输出电压的稳压能力，多数逆变器产品给出的是在输入直流电压允许波动范围内该逆变器输出电压的偏差百分数，通常称为电压调整率。对输出额定电压值的稳定精度有如下规定：

·在稳态运行时，电压波动范围应有一个限定，电压波动范围：单相220V±5%，三相380±5%。

·高性能的逆变器应同时给出当负载由0％～100％变化时，该逆变器输出电压的偏差百分数，通常称为负载调整率。性能良好的逆变器的电压调整率应≤±3％，负载调整率应≤±6％。

·在10%的非对称负载下，固定频率的三相逆变器输出电压的非对称性应≤10%。输出电压的不对称度在正常工作条件下，各相负载对称，输出电压的不对称度应≤5%。在正常工作条件下，逆变器输出的三相电压不平衡度（逆序分量对正序分量之比）应不超过一个规定值，一般以％表示，如5％或8％。

·在离网太阳能光伏发电系统中均以蓄电池为储能设备，然后经过逆变器逆变成220V或380V的交流电。但是蓄电池受自身充放电的影响，其输出电压的变化范围较大，当标称电压为12V的蓄电池处于浮充电状态时，端电压可达13.5V，短时间过充状态可达15V。蓄电池带负荷放电终止时端电压可降至10.5V或更低。蓄电池端电压的起伏可达标称电压的30％左右。这就要求逆变器具有较好的调压性能，才能保证太阳能光伏发电系统以稳定的交流电压供电。对于一个合格的逆变器，输入端电压在这个范围内变化时，其稳态输出电压的变化量应不超过额定值的±5％，同时当负载发生突变时，其输出电压偏差不应超过额定值的±10％。

·输出电压的波形失真度及最大谐波含量。当逆变器输出电压为正弦波时，应规定允许的最大波形失真度（或谐波含量）。通常以输出电压的总波形失真度表示，其值不应超过5％。正弦波逆变器，在阻性负载下，输出电压的最大谐波含量应≤10%。由于逆变器输出的高次谐波电流会在感性负载上产生涡流等附加损耗，如果逆变器波形失真度过大，会导致负载部件严重发热，不利于电气设备的安全，并且严重影响系统的运行效率。

②额定输出频率。在规定的条件下逆变器输出交流电压的频率应是一个相对稳定的值，通常为工频50Hz。正常工作条件下其偏差应在±1％以内。我国的交流负载是在50Hz的频率下进行工作的。而高质量的设备需要精确的频率，因为频率偏差会引起用电设备的性能下降。

③负载功率因数表征逆变器带感性负载或容性负载的能力，在正弦波条件下，负载功率因数为0.7～0.9(滞后)，额定值为0.9。逆变器产生的电流与电压间的相位差的余弦值即为功率因数，对于电阻型负载，功率因数为1，但对电感型负载（户用系统中常用负载）功率因数会下降，有时可能低于0.5。功率因数由负载确定而不是由逆变器确定。在负载功率一定的情况下，如果逆变器的功率因数较低，则所需逆变器的容量就要增大，一方面造成成本增加，同时光伏发电系统交流回路的视在功率增大，回路电流增大，损耗必然增加，系统效率也会降低。

④额定输出电流（或额定输出容量）。在规定的输出频率和负载功率因数下，逆变器应输出的额定电流值。有些逆变器产品给出的是额定输出容量，其单位以VA或kVA表示。逆变器的额定容量是当输出功率因数为1（即纯阻性负载）时，额定输出电压与额定输出电流的乘积。

⑤逆变器的效率是指在规定的工作条件下，其输出功率与输入功率之比，以百分数表示，逆变器的效率会因负载的不同而有很大变化。逆变器的效率值表征自身功率损耗的大小，通常以百分数表示。10kW级的通用型逆变器实际效率只有70％～80％，将其用于太阳能光伏发电系统时将带来总发电量20％～30％的电能损耗。太阳能光伏发电系统专用逆变器，在设计中应特别注意减少自身功率损耗，提高整机效率。这是提高太阳能光伏发电系统技术经济指标的一项重要措施。在整机效率方面对太阳能光伏发电专用逆变器的要求是：千瓦级以下逆变器额定负荷效率≥80％～85％，低负荷效率≥65％～75％；10kW级逆变器额定负荷效率≥85％～90％，低负荷效率≥70％～80％。容量较大的逆变器还应给出满负荷效率值和低负荷效率值。逆变器效率的高低对太阳能光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有着重要影响。

⑥保护功能。一款性能优良的逆变器，应具备完备的保护功能或措施，以应对在实际使用过程中出现的各种异常情况，使逆变器本身及系统其他部件免受损伤。太阳能光伏发电系统正常运行过程中，因负载故障、人员误操作及外界干扰等原因而引起的供电系统过流或短路。逆变器对外部电路的过电流及短路现象最为敏感，是太阳能光伏发电系统中的薄弱环节。因此，逆变器应设置：过电压保护、欠电压保护、过电流保护、短路保护、防雷保护和过温保护等。

·电压保护：逆变器输入端若为蓄电池组，蓄电池在过充电时逆变器的直流输入电压就会超过标称值，如，一个12V的蓄电池在过充电以后，电压可能会达到16V或者更高，这时就有可能损坏后级的逆变器。所以控制蓄电池的充电状态是十分必要的，逆变器须有检测输入电压及过压保护电路，当电压高于设定值时，保护电路会将逆变器断开。对于没有电压稳定措施的逆变器，应有输出过电压的防护措施，以使负载免受输出过电压的损害。当输入端电压低于额定电压的85％时，逆变器应有保护和显示。当输入端电压高于额定电压的130％时，逆变器应有保护和显示。

·过电流保护：逆变器的过电流保护电路应在负载发生短路或电流超过允许值时及时动作，使其免受浪涌电流的损伤。当工作电流超过额定的150％时，逆变器应能自动保护。

·短路保护：逆变器短路保护动作时间应不超过0.5s。

·输入反接保护：当输入端正、负极接反时，逆变器应有防护功能和显示。

·防雷保护：逆变器应有防雷保护。

·过温保护。另外，对无电压稳定措施的逆变器，逆变器还应有输出过电压防护措施，以使负载免受过电压的损害。

⑦启动特性。它表征逆变器带负载启动的能力和动态工作时的性能，逆变器应保证在额定负载下可靠启动。高性能的逆变器可做到连续多次满负载启动而不损坏功率器件。小型逆变器为了自身安全，有时采用软启动或限流启动。在正常工作条件下，逆变器在满载负载和空载运行条件下，应能连续5次正常启动。

⑧噪声。逆变器中的电子开关、变压器、滤波电感、电磁开关及风扇等部件均会产生噪声。逆变器正常运行时，其噪声应不超过65dB。不经常操作、监视和维护的逆变器，应≤95db；经常操作、监视和维护的逆变器，应≤80db。

⑨使用环境条件：逆变器正常使用条件：海拔高度不超过1000m，空气温度0～+40℃。

⑩干扰与抗干扰：逆变器应在规定的正常工作条件下，能承受一般环境下的电磁干扰。逆变器的抗干扰性能和电磁兼容性应符合有关标准的规定。

⑾显示。逆变器应设有交流输出电压、输出电流和输出频率等参数的数据显示，并有输入带电、通电和故障状态的信号显示。

原标题：光伏逆变器设计与工程应用讲座