本章介绍光伏系统基本电路知识

2.1、电路的组成和作用

电流所流过的路径称为电路。它是由电源、负载、开关和连接导线等4个基本部分组成的。电源是把非电能转换成电能并向外提供电能的装置。常见的电源有光伏发电系统、蓄电池和发电机等。负载是电路中用电器的总称，它将电能转换成其他形式的能。如电灯把电能转换成光能;电烙铁把电能转换成热能;电动机把电能转换成机械能。开关属于控制电器，用于控制电路的接通或断开。连接导线将电源和负载连接起来，担负着电能的传输和分配的任务。电路电流方向是由电源正极经负载流到电源负极，在电源内部，电流由负极流向正极，形成一个闭合通路。

电源和负载也是可以变换的，如电网一般都是电源，但在光伏并网系统中，电源是组件和逆变器，电网是负载。蓄电池在充电时是负载，放电时是电源。

2.2、电路的三种状态

电路有三种状态：即通路、开路、短路。

通路是指电路处处接通。通路也称为闭合电路，简称闭路。只有在通路的情况下，电路才有正常的工作电流，开路是电路中某处断开，没有形成通路的电路，开路也称为断路，此时电路中没有电流;短路是指电源或负载两端被导线连接在一起，分别称为电源短路或负载短路。电源短路时电源提供的电流要比通路时提供的电流大很多倍，通常是有害的，也是非常危险的，所以一般不允许电源短路。

光伏系统中，逆变器工作时，组件处于通路状态，组件的电压就是工作电压;逆变器没有工作时，组件处于开路状态，组件的电压就是开路电压，开路电压一般要比工作电压高19%左右。由于组件是一个电流源，内阻比较高，组件短路时电流也不大，约为工作电流的1.25倍，所以单路的组件短路，熔断器不会熔断，逆变器里面的熔断器的主要作用是有多路接入时，任意一组接地，防止别的组串就会流向这一路，**过三路就需要配熔断器了。

2.3、欧姆定律

所谓一段电阻电路是指不包括电源在内的外电路，电阻电路欧姆定律的内容是，流过导体的电流强度与这段导体两端的电压成正比;与这殷导体的电阻成反比。其数学表达式为：

1)当全电路处于通路状态时，得出端电压为：，由公式可知，随着电流的增大，外电路电压也随之减小。电源内阻越大，外电路电压减小得越多。在直流负载时需要恒定电压供电，所以总是希望电源内阻越小越好。

2)当全电路处于断路状态时，相当于外电路电阻值趋于无穷大，此时电路电流为零，开路内电路电阻电压为零，外电路电压等于电源电动势。

3)当全电路处于短路状态时，外电路电阻值趋近于零，此时电路电流叫短路电流。由于电源内阻很小，所以短路电流很大。短路时外电路电压为零，内电路电阻电压等于电源电动势。

2.4、串联和并联电路

在一段电路上，将几个电阻或者电源的首尾依次相连所构成的一个没有分支的电路，叫做串联电路。将两个或两个以上的电阻或者电源两端分别接在电路中相同的两个节点之间，这种连接方式叫做并联电路。

1)串联电路有以下特点：

2）电阻的并联电路有如下特点：

在并联电路中，电阻的阻值越大，这个电阻所分配到的电流越小，反之越大，即电阻上的电流分配与电阻的阻值成反比。这个结论是电阻并联电路特点的重要推论，用途较为广泛，比如，用并联电阻的办法，扩大电流表的量程。

电阻并联的应用，同电阻串联的应用一样，也很广泛。例如：

A因为电阻并联的总电阻小于并联电路中的任意一个电阻，因此，可以用电阻并联的方法来获得阻值较小的电阻。

(2)由于并联电阻各个支路两端电压相等，因此，工作电压相同的负载，如电动机、电灯等都是并联使用，任何一个负载的工作状态既不受其他负载的影响，也不影响其他负载。在并联电路中，负载个数增加，电路的总电阻减小，电流增大，负载从电源取用的电能多，负载变重;负载数目减少，电路的总电阻增大，电流减小，负载从电源取用的电能少，负载变轻。因此，人们可以根据工作需要启动或停止并联使用的负载。

(3)在电工测量中应用电阻并联方法组成分流器来扩大电流表的量程。