Принцип работы инвертора:
Ядром инверторного устройства является схема переключения инвертора, которую для краткости называют инверторной схемой.Схема выполняет функцию инвертора, включая и выключая силовой электронный переключатель.
Функции:
(1) Требуется высокая эффективность.
Из-за высокой цены на солнечные элементы в настоящее время, чтобы максимизировать использование солнечных элементов и повысить эффективность 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, чтобы инвертор имел разумную структуру схемы, строгий выбор компонентов и требовал, чтобы инвертор имел различные функции защиты, такие как как: защита от обратной полярности входного постоянного тока, защита от короткого замыкания на выходе переменного тока, перегрев, защита от перегрузки и т. д.
(3) Входное напряжение должно иметь более широкий диапазон адаптации.
Потому что напряжение на клеммах солнечного элемента меняется в зависимости от нагрузки и интенсивности солнечного света.Особенно когда батарея стареет, напряжение на ее клеммах сильно варьируется.Например, для батареи 12 В ее напряжение на клеммах может варьироваться от 10 В до 16 В, что требует нормальной работы инвертора в широком диапазоне входного напряжения постоянного тока.
Классификация фотоэлектрических инверторов:
Существует множество способов классификации инверторов.Например, в зависимости от количества фаз переменного напряжения, выдаваемого инвертором, его можно разделить на однофазные и трехфазные инверторы;Делятся на транзисторные инверторы, тиристорные инверторы и запирающие тиристорные инверторы.По принципу схемы инвертора его также можно разделить на инвертор самовозбуждающихся колебаний, инвертор ступенчатой волновой суперпозиции и инвертор широтно-импульсной модуляции.В зависимости от применения в системе, подключенной к сети или в автономной системе, его можно разделить на инвертор, подключенный к сети, и инвертор, работающий автономно.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 ко входу постоянного тока одного и того же централизованного инвертора.Обычно трехфазные силовые модули IGBT используются для обеспечения высокой мощности, а полевые транзисторы — для малой мощности.DSP преобразует контроллер для улучшения качества генерируемой энергии, делая ее очень близкой к синусоидальному току, обычно используемому в системах крупных фотоэлектрических электростанций (> 10 кВт).Самая большая особенность заключается в том, что мощность системы высока, а стоимость низкая, а потому, что 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.), используется централизованный инвертор.Изменение способа приведет к снижению эффективности инверторного процесса и снижению энергопотребления потребителей электроэнергии.В то же время на надежность выработки электроэнергии всей фотоэлектрической системы влияет плохое рабочее состояние группы фотоэлектрических блоков.Новейшим направлением исследований является использование управления пространственно-векторной модуляцией и разработка новых топологических соединений инверторов для получения высокого КПД в условиях частичной нагрузки.
2. Струнный инвертор
Струнный инвертор основан на модульной концепции.Каждая фотоэлектрическая цепочка (1–5 кВт) проходит через инвертор, имеет отслеживание максимального пика мощности на стороне постоянного тока и подключается параллельно на стороне переменного тока.Самый популярный инвертор на рынке.
Многие крупные фотоэлектрические электростанции используют струнные инверторы.Преимущество состоит 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 ее надежность.В то же время между струнами вводится понятие «главный-подчиненный», чтобы система могла соединить несколько групп фотоэлектрических цепочек вместе и позволить одной или нескольким из них работать при условии, что одна энергетическая цепочка не может производить энергию. работает один инвертор., тем самым производя больше электроэнергии.
Новейшая концепция заключается в том, что несколько инверторов образуют «команду» друг с другом вместо концепции «главный-подчиненный», что повышает надежность системы на новый уровень.В настоящее время преобладают бестрансформаторные струнные инверторы.
3. Микроинвертор
В традиционной фотоэлектрической системе вход постоянного тока каждого цепного инвертора соединен последовательно примерно с 10 фотоэлектрическими панелями.Когда 10 панелей соединены последовательно, если одна из них не работает должным образом, это повлияет на эту строку.Если один и тот же MPPT используется для нескольких входов инвертора, это также повлияет на все входы, что значительно снизит эффективность выработки электроэнергии.В практическом применении вышеупомянутые факторы могут быть вызваны различными факторами окклюзии, такими как облака, деревья, дымоходы, животные, пыль, лед и снег, и такая ситуация очень распространена.В фотоэлектрической системе микроинвертора каждая панель подключена к микроинвертору.Если одна из панелей не работает должным образом, это повлияет только на эту панель.Все остальные фотоэлектрические панели будут работать оптимально, делая всю систему более эффективной и вырабатывая больше энергии.На практике, если струнный инвертор выйдет из строя, это приведет к отказу работы нескольких киловатт солнечных панелей, в то время как влияние отказа микроинвертора весьма незначительно.
4. Оптимизатор мощности
Установка оптимизатора мощности в системе производства солнечной энергии может значительно повысить эффективность преобразования и упростить функции инвертора для снижения затрат.Чтобы реализовать интеллектуальную систему производства солнечной энергии, оптимизатор мощности устройства может заставить каждый солнечный элемент работать с максимальной производительностью и в любое время отслеживать состояние потребления батареи.Оптимизатор мощности — это устройство между системой выработки электроэнергии и инвертором, и его основная задача — заменить исходную функцию отслеживания оптимальной точки мощности инвертора.Оптимизатор мощности выполняет чрезвычайно быстрое сканирование оптимальной точки питания по аналогии, упрощая схему, и один солнечный элемент соответствует оптимизатору мощности, так что каждый солнечный элемент может действительно достичь оптимального отслеживания точки мощности. Кроме того, состояние батареи может быть проверено. контролируется в любое время и в любом месте, вставив коммуникационный чип, и о проблеме можно немедленно сообщить, чтобы соответствующий персонал мог ее устранить 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 имеются функции автоматической работы и отключения, функция отслеживания максимальной мощности, функция защиты от независимой работы (для системы, подключенной к сети), функция автоматической регулировки напряжения (для системы, подключенной к сети), функция обнаружения постоянного тока (для системы, подключенной к сети). подключенной системы), функция обнаружения заземления постоянного тока (для систем, подключенных к сети).Ниже приводится краткое описание функций автоматической работы и отключения, а также функции отслеживания максимальной мощности.
(1) Автоматическая работа и функция остановки.
Утром после восхода солнца интенсивность солнечного излучения постепенно увеличивается, а также увеличивается мощность солнечного элемента.Когда достигается выходная мощность, необходимая инвертору, инвертор начинает работать автоматически.После входа в работу инвертор будет постоянно контролировать выходную мощность модуля солнечных батарей.Пока выходная мощность модуля солнечных батарей превышает выходную мощность, необходимую для работы инвертора, инвертор будет продолжать работать;он остановится на закате, даже если будет пасмурно и дождливо.Инвертор также может работать.Когда выходная мощность модуля солнечных батарей становится меньше, а выходная мощность инвертора близка к 0, инвертор переходит в режим ожидания.
(2) Функция управления отслеживанием максимальной мощности
Выходная мощность модуля солнечной батареи зависит от интенсивности солнечного излучения и температуры самого модуля солнечной батареи (температуры чипа).Кроме того, поскольку модуль солнечных батарей имеет характеристику, заключающуюся в том, что напряжение уменьшается с увеличением тока, существует оптимальная рабочая точка, при которой можно получить максимальную мощность.Интенсивность солнечного излучения меняется, и, очевидно, меняется и оптимальная рабочая точка.По отношению к этим изменениям рабочая точка модуля солнечной батареи всегда находится в точке максимальной мощности, и система всегда получает максимальную выходную мощность от модуля солнечной батареи.Этот элемент управления является контролем отслеживания максимальной мощности.Самая большая особенность инверторов для солнечных энергетических систем заключается в том, что они включают функцию отслеживания точки максимальной мощности (MPPT).
Время публикации: 26 октября 2022 г.
