逆變器是將直流電（DC）轉換為交流電（AC）的電力設備，由于光伏組件或電化學儲能電池組輸出的是直流電，而現代電網又是以交流電形式傳輸，因此并網前必須將直流電轉化為交流電，所以逆變器是光伏或電化學儲能電站并網發電的核心裝備。

逆變器DC-AC逆變原理

先以單相逆變器為例，典型逆變工作原理如下圖左所示，兩個開關器件（IGBT、MOSFET等）組成一個電路，為了獲得一個周期的交流電壓，電路中的兩個開關器件S1和S2需要交替開關一輪，其中一個開關打開時另一個開關關閉。例如，為獲得交流輸出的正周期，器件S1打開、S2關閉；而到負周期時，器件S2打開而S1關閉；如此循環輸出如下圖右波形。

三相逆變器控制相對復雜，但其基本原理和單相逆變器是相同的，例如下圖左所示典型三相逆變器工作原理，其中開關器件增加至六組，每相線路上有兩組開關器件，每個相序操作一對開關器件，整個電路按照順序觸發開關器件。例如，為了獲得R相S1-S2導通，為獲得Y相S3-S4導通，為獲得B相S5-S6導通，最終輸出波形如下圖右所示。

逆變器正弦波輸出原理

在逆變器逆變控制的基礎上，通過控制導通開關器件的‘導通/關閉比’（占空比），逆變器可以將周期性的‘方波’轉化為所需頻率的‘正弦波’。以兩電平逆變器為例，組串輸入電壓Vdc， 那么逆變器輸入端為+ Vdc/2和 –Vdc/2，逆變電路開關使用PWM高頻切換，將電壓‘切割組合’成所需頻率的交流電壓，如下圖所示。而多電平逆變器的概念是對兩電平的一種優化，其目的是為了制造更平滑的步進輸出波形，使獲得的輸出相對正弦波‘失真’更小，好比自行車由兩級變速升級為多級變速，當然控制電路的復雜性也隨著電平的增加而增加。

典型逆變器電路

下圖為最簡單的典型單相逆變器電路，簡略概述由三個模塊構成，分別為‘BOOST’模塊、‘逆變’模塊及‘濾波’模塊，分別對應的主要功能為：

‘BOOST’模塊：最重要的功能是用于將直流輸入的電壓提高到逆變器工作的水平，其功能類似于一個‘電子泵’，當直流輸入電壓低于逆變器要求的最小輸入電壓時通過該模塊升壓，輸入電壓通過調節控制電路中功率開關器件占空比實現。

升壓功能對逆變器很重要，它使逆變器能夠在很寬的輸入電壓范圍內實現額定功率運行，例如組串式逆變器輸入端工作電壓范圍遠寬于集中式逆變器的主要原因就是組串式逆變器具有BOOST模塊，而集中式逆變器通常是沒有BOOST模塊的。此外，BOOST模塊在此類‘雙級’逆變器中扮演組串工作點調節的作用，通過最大功率點跟蹤算法控制輸入功率。

‘逆變’模塊：逆變模塊是逆變器的核心模塊，其原理已在上文進行了簡單介紹，通過此模塊內功率開關器件協同開關實現逆變器直流/交流‘逆變’的功能。

‘濾波’模塊：作用是減少/消除輸出交流波形中的高頻諧波失真和噪聲,保證可靠、高質量的交流電輸出。由于逆變器是通過電子開關方式強行‘拼接’出交流波形，它會不可避免地產生高頻成分，造成對輸出波形的干擾和噪聲等導致電能質量問題，通過濾波模塊提高電能輸出質量對于保證系統并網質量或供電質量尤為重要。

在輸出交流側，鎖相環確保逆變器輸出與電網保持同步。

逆變器并網

并網逆變器先將光伏陣列輸出的直流電逆變成與公共電網等電壓、同頻率、同相位的交流電，之后再并入公共電網，因此電網對逆變器輸出能力都會提出強制要求，即所謂的‘電網碼’，例如歐盟的EN50549作為并網準入要求對光伏電站并網時輸出性能做出了約束，典型的重要要求包括：

保護功能：主要包括過欠壓保護、過欠頻保護、電網不平衡保護、孤島保護等能力；

電能質量：例如電流畸變、電壓波動、電壓閃變等要求；

抗電網擾動：主要包括低壓穿越、高壓穿越、頻率穿越、電網重連等功能；

調度響應：滿足功率因素、有功調度、無功調度性能要求；

不同國家的電網碼會對電站并網指標做出詳細要求，逆變器并網前須具備相關國家認證并在電站設計階段進行合理配置已滿足電網要求。

另外，關于組串式和集中式逆變器，由于顆粒度、拓撲（集中式通常不具備BOOST）上的差異，性能上組串式逆變器無論在場景適應性、系統運維、電站數字化和發電量上都相對于集中式通常存在優勢，但在初始投入（設備+安裝）上集中式更有優勢，所以目前根據項目所在區域技術及商業特點不同，在地面電站中各有各自的優勢地區。

當然，雙方在設計上都有逐步向對方靠攏的趨勢，希望做到取長補短，對于未來的演進趨勢，最大的變量應該還是在儲能在光伏系統中的滲透會導致雙方的格局發生改變。