過去的光伏并網逆變器一般都會采用帶變壓器式的逆變器，包括在逆變器輸出端接工頻變壓器和在逆變器輸入端接高頻變壓器2種。雖然接壓器可以實現電壓調整和電氣隔離的作用，但也存在一些固有的缺點和不足，如工頻變壓器存在體積大、重量重、成本高等缺點；而高頻變壓器雖然體積小，結構簡單，但因采用多級結構使系統(tǒng)控制復雜，轉換效率低。為了去掉笨重的工頻變壓器和復雜的高頻變壓器，這幾年我們使用了無變壓器結構的組串式單項或者三相逆變器。大大提高了整個系統(tǒng)的效率，但同時也帶來了一些新的問題。
例如，共模電流（在實際光伏并網設備中俗稱“漏電流”）、向電網注入直流分量等。由于在無變壓器光伏并網逆變器中沒有變壓器的隔離作用，電網與光伏陣列存在直接的電氣連接，而光伏陣列和地之間存在虛擬的寄生電容，因此形成了由寄生電容、濾波元件和電網阻抗組成的共模諧振回路。寄生電容上變化的共模電壓在這個共模諧振回路中就會產生相應的共模電流（即漏電流），如下圖所示。
無變壓器光伏并網系統(tǒng)中的共模電流會帶來很多問題和危害，如引起并網電流的畸變、對其他設備產生電磁干擾等，更為嚴重的是會對人身安全構成重大威脅。因此一些國家對漏電流的要求進行了相關規(guī)定，如德國的VDE－0126－1－1標準規(guī)定，漏電流超過30mA時，光伏并網系統(tǒng)必須在0．3 S內與電網斷開。因此漏電流抑制技術已經成為分布式發(fā)電的一個新的問題。
解決漏電流危害的方式
抑制漏電流可以從逆變器本身解決，比如很多廠家提出如帶直流旁路的拓撲結構、帶交流旁路的拓撲結構、H5拓撲結構等。這些拓撲結構一般都采用單極性PWM調制控制策略，通過利用本身的結構特點，使主橋臂開關管關斷時，續(xù)流開關管導通，從而使直流側和交流側斷開，實現抑制漏電流的目的（單相機）。
對于三相全橋式拓撲，采用傳統(tǒng)的SPWM法和SVPWM法是不能有效抑制漏電流的，很多廠家，比如古瑞瓦特10－33KW采用了改進型SPWM算法，因能夠使共模電壓恒定，可以有效抑制漏電流。
由于目前的組串式逆變器多為高頻不隔離逆變器，漏電流影響還是比較嚴重的。由于逆變器在高頻切換時，部分輸出電流會經由EMI Y電容流經PV array的寄生電容后，再流回逆變器，因此只要EMI Y電容或PV array的寄生電容越大，所產生的高頻對地漏電流也就越大，以致使逆變器的輸出電流波形被影響的程度，也就越嚴重。
綜上，光伏系統(tǒng)中必須安裝漏電流保護裝置。
漏電保護器
漏電開關的正確稱呼為剩余電流保護裝置（以下簡稱RCD），是一種具有特殊保護功能（漏電保護）的空氣斷路器。它所檢測的是剩余電流，即被保護回路內相線和中性線電流瞬時值的代數和（其中包括中性線中的三相不平衡電流和諧波電流）。為此，RCD的整定值，也即其額動作電流IΔn，只需躲開正常泄漏電流值即可，此值以mA計，所以RCD能十分靈敏地切斷保護回路的接地故障，還可用作防直接接觸電擊的后備保護。
漏電保護器是一種利用檢測被保護電網內所發(fā)生的相線對地漏電或觸電電流的大小，而作為發(fā)出動作跳閘信號，并完成動作跳閘任務的保護電器。在裝設漏電保護器的低壓電網中，正常情況下，電網相線對地泄漏電流（對于三相電網中則是不平衡泄漏電流）較小，達不到漏電保護器的動作電流值，因此漏電保護器不動作。當被保護電網內發(fā)生漏電或人身觸電等故障后，通過漏電保護器檢測元件的電流達到其漏電或觸電動作電流值時，則漏電保護器就會發(fā)生動作跳閘的指令，使其所控制的主電路開關動作跳閘，切斷電源，從而完成漏電或觸電保護的任務。它除了空氣斷路器的基本功能外，還能在負載回路出現漏電（其泄漏電流達到設定值）時能迅速分斷開關，以避免在負載回路出現漏電時對人員的傷害和對電氣設備的不利影響。
由于光伏系統(tǒng)的組件與大地之間有寄生電容的存在，在雨后或者夏季的清晨，組件與大地之間的絕緣阻抗降低。逆變器開機（繼電器閉合）后，產生了較大的漏電流，導致漏電保護器動作，不能并網。這是一個常見的現象。當太陽出來后，或者地面雨水蒸發(fā)完。系統(tǒng)恢復正常。
AFCI
AFCI：（Arc－Fault Circuit－Interrupter）即電弧故障斷路器。
它在傳統(tǒng)的斷路器的基礎上添加了對故障電弧起保護作用的功能，以防范電弧引發(fā)的火災。它是一種電路保護裝置，其主要作用是為了防止由故障電弧引起的火災。它有檢測并區(qū)別電器啟?；蜷_關時產生的正常電弧和故障電弧的能力，在發(fā)現故障電弧及時切斷電路。
AFCI的出現為用電安全提供了可靠的保障。它最早應用于航空航天領域，并逐步進入人們的日常生活之中。故障電弧斷路保護技術（AFCI技術）可替代過去的漏電、過流、短路保護器，同時在家用電器的故障保護上。
下圖為AFCI采樣電路板，（古瑞瓦特40Kw逆變器內部含）
光伏系統(tǒng)為什么要有AFCI功能？
由于組件接頭接點松脫、接觸不良、電線受潮、絕緣破裂等原因，直流線路可能產生電弧，組件系統(tǒng)電壓高達800－1000V．電弧產生的高溫極易導致鄰近的物質達到燃點而發(fā)生火災．UL以及NEC對80V以上的直流系統(tǒng)，都有AFCI的強制要求。
由于光伏系統(tǒng)火災不能直接用水撲滅，預警和預防顯得十分重要。特別是彩鋼瓦屋面，維護人員不能容易的檢查出故障點和隱患。所以逆變器加裝AFCI功能是十分必要的。
電弧
電弧是兩個電極之間跨越某種絕緣介質的持續(xù)放電現象，經常伴隨著電極的局部揮發(fā)。典型的電弧是在陰、陽兩極之間的空氣間隔中形成的。電弧中心溫度一般為5000至15000攝氏度。電弧存在的區(qū)域會產生很高的電離氣壓，導致電弧被局限的任何地方都會釋放出高熱氣體和電極物質粒子。
電力系統(tǒng)在正常工作時比如電機旋轉和插拔開關也會有電弧發(fā)生，稱為“好弧”（Good Are）。這些電弧是瞬時性的，不會持續(xù)存在，也并不影響線路和設備的正常工作，也不會引起火災。所以發(fā)生“好弧”的情況下，通常認為線路和設備是安全的，斷路器如果認為發(fā)生了故障而斷開電路，稱為斷路器誤跳閘（UnwantedTrip）。誤跳閘影響設備正常運行，是需要避免的。
線路因為絕緣老化或者短路等原因而引起的預想外的線路電弧為故障電弧，也稱為“壞弧”（Bad Arc），分為以下2種類型：
串聯電弧
電弧僅在一條導線中燃燒。磨損的導線被外力拉開或者插座和鉸鏈觸點連接發(fā)生松動所發(fā)生的故障電弧都屬于串聯電弧。串聯電弧故障電流由于受負載限制，不會超過導線的負荷。
并聯電弧
光伏系統(tǒng)中，直流線纜的絕緣皮被扎破或者被劃破。發(fā)生的電弧都屬于并聯電弧。
在空氣中電弧的溫度是非常高的，小電流的電弧溫度能夠達到大概6000K，而電流值越大，溫度也越高，下圖清楚顯示了兩者的關系。雖然這些溫度已經遠遠達到了易燃物的燃燒點，但是并不意味著遇到電弧易燃物一定會燃燒。電弧持續(xù)燃燒需要脆弱的能量平衡，所以當有固體物質阻攔了路徑時，小電流的電弧很容易熄滅。因此需要在一定的條件下，電弧才能持續(xù)燃燒，并引起火災。
光伏系統(tǒng)的直流電弧
光伏系統(tǒng)的直流故障電弧現象是系統(tǒng)線路直流端在回路意外斷開后擊穿空氣而形成的弧光放電現象。
從微觀上講，當兩電極間的電場強度足夠大，極間自由電子的運動能量撞擊空氣中的中性分子或原子并足以使其游離出更多帶負電的自由電子和帶正電的正離子時，電場強度會進一步加強。在該電場中，電子撞向陰極，而正離子撞向陽極。若正離子的能量能使陰極游離出新的電子，輝光放電就轉化為弧光放電，即形成電弧。由此可見，電弧是一種氣體游離放電現象，也是一種等離子體。
從宏觀來看，光伏系統(tǒng)的直流故障電弧現象可以發(fā)生
在直流電路斷路器、光伏陣列的旁路二極管和電池連接處、接插件、熔斷器、逆變器等多處位置，若沒有采取及時的控制措施，持續(xù)的電弧將產生3000－7000℃的高溫，極易燒毀絕緣層和周圍可燃物而引起火災。
電弧的檢測和分析
實際上，電弧具有多種物理特性，但是在現有技術條件下方便檢測的不多。如力學上，電弧燃燒會產生飛濺，但難以作為檢測標準：熱學上，電弧燃燒會產生高溫，雖然現在已有測量局部熱點的技術，但對于大型光伏電站而言成本過高；聲學上，電弧燃燒會發(fā)出噪聲，該特性可用于匯流箱內的電弧檢測，而其他位置的電弧不適合用此種方法檢測；光學上，電弧燃燒會發(fā)出特定頻段的可見光和紫外光，但與熱學和聲學特性相同，該方法不合適大型光伏電站的檢測。因此，電學特性成為目前技術條件下唯一可行的檢測方法，而電流特性因其良好傳播特性被作為重點研究的對象。
目前已知的逆變器電弧分析方法就是高頻傅立葉分析法，這種方法有98％的準確性和0．1％的誤報率。光伏系統(tǒng)直流故障電弧的檢測涉及較多故障電弧的電壓與電流的頻域特性，而傅里葉分析是將信號由時域轉至頻域的常用工具。
