Принцип работы инвертора:
Ядром инверторного устройства является схема инверторного переключателя, которая для краткости называется инверторной схемой. Схема завершает функцию инвертора, включая и выключая силовой электронный переключатель.
Функции:
(1) Требуется высокая эффективность.
В связи с высокой ценой на солнечные элементы в настоящее время, для максимального использования солнечных элементов и повышения эффективности системы мы должны попытаться повысить эффективность инвертора.
(2) Требуется высокая надежность.
В настоящее время система фотоэлектрических электростанций в основном используется в отдаленных районах, и многие электростанции не обслуживаются и не обслуживаются, что требует от инвертора разумной структуры схемы, строгого подбора компонентов и наличия у инвертора различных функций защиты, таких как: защита от обратной полярности входного постоянного тока, защита от короткого замыкания выходного переменного тока, защита от перегрева, защита от перегрузки и т. д.
(3) Входное напряжение должно иметь более широкий диапазон адаптации.
Поскольку напряжение на клеммах солнечной батареи меняется в зависимости от нагрузки и интенсивности солнечного света. Особенно когда батарея стареет, ее напряжение на клеммах сильно меняется. Например, для батареи 12 В ее напряжение на клеммах может варьироваться от 10 В до 16 В, что требует от инвертора нормальной работы в большом диапазоне входного напряжения постоянного тока.
Классификация фотоэлектрических инверторов：
Существует много способов классификации инверторов. Например, в зависимости от количества фаз выходного напряжения переменного тока инвертора, его можно разделить на однофазные инверторы и трехфазные инверторы; Разделенные на транзисторные инверторы, тиристорные инверторы и выключаемые тиристорные инверторы. В зависимости от принципа работы инверторной схемы его также можно разделить на инвертор с самовозбуждением колебаний, инвертор со ступенчатой суперпозицией волн и инвертор с широтно-импульсной модуляцией. В зависимости от применения в системе, подключенной к сети или вне сети, его можно разделить на инвертор, подключенный к сети, и инвертор, не подключенный к сети. Чтобы облегчить пользователям оптоэлектроники выбор инверторов, здесь только инверторы классифицируются в соответствии с различными применимыми случаями.
1. Централизованный инвертор
Технология централизованного инвертора заключается в том, что несколько параллельных фотоэлектрических цепочек подключаются к входу постоянного тока одного и того же централизованного инвертора. Обычно для высокой мощности используются трехфазные силовые модули IGBT, а для низкой мощности — полевые транзисторы. DSP преобразует контроллер для улучшения качества генерируемой энергии, делая ее очень близкой к синусоидальному току, обычно используемому в системах для крупных фотоэлектрических электростанций (>10 кВт). Самая большая особенность заключается в том, что мощность системы высока, а стоимость низкая, но поскольку выходное напряжение и ток различных фотоэлектрических цепочек часто не полностью совпадают (особенно когда фотоэлектрические цепочки частично заблокированы из-за облачности, тени, пятен и т. д.), принимается централизованный инвертор. Изменение способа приведет к снижению эффективности процесса инвертора и уменьшению энергии потребителей электроэнергии. В то же время на надежность генерации электроэнергии всей фотоэлектрической системы влияет плохое рабочее состояние группы фотоэлектрических блоков. Новейшим направлением исследований является использование управления с пространственно-векторной модуляцией и разработка новых топологических соединений инверторов для получения высокой эффективности в условиях частичной нагрузки.
2. Инвертор струн
Инвертор цепочек основан на модульной концепции. Каждая цепочка фотоэлектрических модулей (1-5 кВт) проходит через инвертор, имеет отслеживание пика максимальной мощности на стороне постоянного тока и подключается параллельно на стороне переменного тока. Самый популярный инвертор на рынке.
Многие крупные фотоэлектрические электростанции используют строчные инверторы. Преимущество заключается в том, что на него не влияют различия модулей и затенение между строками, и в то же время уменьшается несоответствие между оптимальной рабочей точкой фотоэлектрических модулей и инвертора, тем самым увеличивая выработку электроэнергии. Эти технические преимущества не только снижают стоимость системы, но и повышают надежность системы. В то же время между строками вводится концепция «главный-подчиненный», так что система может соединять несколько групп фотоэлектрических строк вместе и позволять одной или нескольким из них работать при условии, что одна строка энергии не может заставить работать один инвертор. , тем самым производя больше электроэнергии.
Последняя концепция заключается в том, что несколько инверторов образуют «команду» друг с другом вместо концепции «главный-подчиненный», что делает надежность системы на шаг дальше. В настоящее время доминируют бестрансформаторные строчные инверторы.
3. Микроинвертор
В традиционной фотоэлектрической системе вход постоянного тока каждого строчного инвертора соединен последовательно примерно с 10 фотоэлектрическими панелями. Когда 10 панелей соединены последовательно, если одна из них работает неисправно, то это повлияет на всю цепочку. Если один и тот же MPPT используется для нескольких входов инвертора, то все входы также будут затронуты, что значительно снизит эффективность выработки электроэнергии. В практических приложениях различные факторы окклюзии, такие как облака, деревья, трубы, животные, пыль, лед и снег, будут вызывать вышеуказанные факторы, и эта ситуация очень распространена. В фотоэлектрической системе микроинвертора каждая панель подключена к микроинвертору. Когда одна из панелей работает неисправно, это повлияет только на эту панель. Все остальные фотоэлектрические панели будут работать оптимально, делая всю систему более эффективной и вырабатывая больше энергии. В практических приложениях, если строчный инвертор выйдет из строя, это приведет к выходу из строя нескольких киловатт солнечных панелей, в то время как влияние отказа микроинвертора довольно мало.
4. Оптимизатор мощности
Установка оптимизатора мощности в систему генерации солнечной энергии может значительно повысить эффективность преобразования и упростить функции инвертора для снижения затрат. Для того чтобы реализовать интеллектуальную систему генерации солнечной энергии, оптимизатор мощности устройства может действительно заставить каждый солнечный элемент работать с максимальной производительностью и контролировать состояние потребления батареи в любое время. Оптимизатор мощности - это устройство между системой генерации электроэнергии и инвертором, и его главная задача - заменить исходную функцию отслеживания оптимальной точки мощности инвертора. Оптимизатор мощности выполняет чрезвычайно быстрое сканирование отслеживания оптимальной точки мощности по аналогии, упрощая схему, и один солнечный элемент соответствует оптимизатору мощности, так что каждый солнечный элемент может действительно достичь отслеживания оптимальной точки мощности. Кроме того, состояние батареи можно контролировать в любое время и в любом месте, вставив коммуникационный чип, и о проблеме можно немедленно сообщить, чтобы соответствующий персонал мог устранить ее как можно скорее.
Функция фотоэлектрического инвертора
Инвертор не только имеет функцию преобразования постоянного тока в переменный, но также имеет функцию максимизации производительности солнечного элемента и функцию защиты от сбоев системы. Подводя итог, можно сказать, что есть функции автоматической работы и выключения, функция отслеживания максимальной мощности, функция антинезависимой работы (для системы, подключенной к сети), функция автоматической регулировки напряжения (для системы, подключенной к сети), функция обнаружения постоянного тока (для системы, подключенной к сети), функция обнаружения заземления постоянного тока (для системы, подключенной к сети). Вот краткое введение в функции автоматической работы и выключения и функцию отслеживания максимальной мощности.
(1) Автоматическая работа и функция остановки
После восхода солнца утром интенсивность солнечного излучения постепенно увеличивается, и выход солнечной батареи также увеличивается. Когда выходная мощность, требуемая инвертором, достигается, инвертор начинает работать автоматически. После ввода в эксплуатацию инвертор будет все время контролировать выходную мощность модуля солнечной батареи. Пока выходная мощность модуля солнечной батареи больше выходной мощности, требуемой для работы инвертора, инвертор будет продолжать работать; он остановится на закате, даже если будет облачно и дождливо. Инвертор также может работать. Когда выходная мощность модуля солнечной батареи станет меньше, а выходная мощность инвертора близка к 0, инвертор сформирует состояние ожидания.
(2) Функция отслеживания максимальной мощности
Выходная мощность солнечного модуля меняется в зависимости от интенсивности солнечного излучения и температуры самого солнечного модуля (температуры чипа). Кроме того, поскольку солнечный модуль имеет такую характеристику, что напряжение уменьшается с увеличением тока, существует оптимальная рабочая точка, в которой можно получить максимальную мощность. Интенсивность солнечного излучения меняется, и, очевидно, оптимальная рабочая точка также меняется. Относительно этих изменений рабочая точка солнечного модуля всегда находится в точке максимальной мощности, и система всегда получает максимальную выходную мощность от солнечного модуля. Это управление является управлением отслеживания максимальной мощности. Самая большая особенность инверторов для солнечных энергосистем заключается в том, что они включают функцию отслеживания точки максимальной мощности (MPPT).
Время публикации: 26 октября 2022 г.
