Понастоящем системата за генериране на фотоволтаична енергия в Китай е главно постоянен ток, която трябва да зарежда електрическата енергия, генерирана от слънчевата батерия, а батерията директно доставя мощност към товара. Например системата за осветление на слънчевите домакинства в северозападния Китай и системата за захранване на микровълновата станция далеч от мрежата са всички постояннотокови системи. Този тип система има проста структура и ниска цена. Въпреки това, поради различните натоварвания DC напрежения (като 12V, 24V, 48V и т.н.), е трудно да се постигне стандартизация и съвместимост на системата, особено за гражданската мощност, тъй като повечето от променливи натоварвания се използват с DC мощност. Трудно е фотоволтаичното захранване да доставя електричество, за да навлезе на пазара като стока. В допълнение, фотоволтаичното производство на енергия в крайна сметка ще постигне свързана с мрежата работа, която трябва да приеме зрял пазарен модел. В бъдеще системите за производство на фотоволтаично производство на променлив ток ще се превърнат в основен поток на фотоволтаичното производство на енергия.
Изискванията на фотоволтаичната система за генериране на електроенергия за захранване на инвертора
Фотоволтаичната система за генериране на енергия, използваща променлив ток, се състои от четири части: фотоволтаичен масив, контролер за зареждане и разреждане, батерия и инвертор (свързаната с мрежата система за генериране на енергия може обикновено да запише батерията), а инверторът е ключовият компонент. Photovoltaic има по -високи изисквания за инверторите:
1. Необходима е висока ефективност. Поради високата цена на слънчевите клетки понастоящем, за да се увеличи максимално използването на слънчеви клетки и да се подобри ефективността на системата, е необходимо да се опитате да се подобри ефективността на инвертора.
2. Необходима е висока надеждност. Понастоящем фотоволтаичните системи за производство на енергия се използват главно в отдалечени райони, а много електроцентрали не са без надзор и се поддържат. Това изисква инверторът да има разумна структура на веригата, строг избор на компоненти и да изисква инверторът да има различни функции за защита, като защита на полярността на входния постоянен ток, защита на късо съединение на променлив ток, прегряване, защита от претоварване и т.н.
3. Входното напрежение на постоянен ток е необходимо, за да има широк спектър от адаптация. Тъй като терминалното напрежение на батерията се променя с натоварването и интензивността на слънчевата светлина, въпреки че батерията има важен ефект върху напрежението на батерията, напрежението на батерията се колебае с промяната на оставащия капацитет на батерията и вътрешното съпротивление. Особено когато батерията остарява, терминалното напрежение варира в голяма степен. Например, терминалното напрежение на батерия от 12 V може да варира от 10 V до 16 V. Това изисква инверторът да работи при по -голям постоянен ток, гарантира нормална работа в рамките на входното напрежение и да гарантира стабилността на изходното напрежение на променлив ток.
4. В фотоволтаичните системи за производство на електроенергия със среден и голям капацитет, изходът на захранването на инвертора трябва да бъде синусоида с по-малко изкривяване. Това е така, защото в системите със среден и голям капацитет, ако се използва мощност на квадратна вълна, изходът ще съдържа повече хармонични компоненти, а по-високите хармоници ще генерират допълнителни загуби. Много фотоволтаични системи за производство на енергия са заредени с комуникационно или инструментално оборудване. Оборудването има по -високи изисквания относно качеството на електрическата мрежа. Когато към мрежата са свързани фотоволтаичните системи за производство на електроенергия със среден и голям капацитет, за да се избегне замърсяването на мощността с публичната мрежа, инверторът също е необходим за извеждане на ток на синус вълна.
Инверторът превръща директния ток в променлив ток. Ако напрежението на директния ток е ниско, то се усилва от променлив трансформатор на ток, за да се получи стандартно променливо напрежение и честота на тока. За инверторите с голям капацитет, поради високото напрежение на DC шината, изходът на променлив ток обикновено не се нуждае от трансформатор, който да увеличи напрежението до 220V. В инверторите на среден и малък капацитет, постояннотоковото напрежение е сравнително ниско, като 12V, за 24V, трябва да се проектира верига за усилване. Инверторите със среден и малък капацитет обикновено включват инверторни вериги на бутални букви, инверторни вериги с пълен мост и високочестотни усилвателни инверторни вериги. Push-Pull Circuits свързват неутралния щепсел на усилвателния трансформатор към положителното захранване, а две захранващи тръби се редуват работа, изходната променлива мощност, тъй като захранващите транзистори са свързани към общата земя, веригите на задвижването и управлението са прости и тъй като трансформаторът има определена индуктивност на изтичане, може да ограничи тока на късо съединение, като по този начин подобрява надеждността на схемата. Недостатъкът е, че използването на трансформаторите е ниско и възможността за шофиране на индуктивни натоварвания е лоша.
Инверторът с пълен мост преодолява недостатъците на веригата Push-Pull. Захранващият транзистор регулира ширината на изходния импулс и ефективната стойност на изходното променливо напрежение се променя съответно. Тъй като веригата има свободен цикъл, дори и за индуктивни натоварвания, формата на вълновата форма на изходното напрежение няма да бъде изкривена. Недостатъкът на тази верига е, че захранващите транзистори на горната и долната рамена не споделят земята, така че трябва да се използва специална верига или изолирано захранване. В допълнение, за да се предотврати общото провеждане на горните и долните мостови рамена, трябва да се проектира верига, за да бъде изключена и след това включена, тоест трябва да се зададе мъртво време, а структурата на веригата е по -сложна.
Изходът на веригата Push-Pull и Full Bridge трябва да добави трансформатор. Тъй като трансформаторът на стъпката е с големи размери, с ниска ефективност и по-скъп, с развитието на електрониката на електроните и микроелектрониката, технологията за преобразуване на високочестотна стъпка се използва за постигане на обратна, тя може да реализира инвертор с висока плътност на мощността. Схемата за усилване на предния етап на тази инверторна верига приема структура на избутване, но работна честота е над 20kHz. Трансформаторът за усилване приема високочестотен магнитен материал, така че е с малък размер и светлина по тегло. След високочестотна инверсия тя се превръща във високочестотен редуващ се ток чрез високочестотен трансформатор и след това се получава директен ток с високо напрежение (обикновено над 300V) чрез верига на токоизправител с висока честота и след това се обърне през верига на преобразуването на честотата на мощността.
С тази структура на веригата мощността на инвертора е значително подобрена, загубата без натоварване на инвертора е съответно намалена и ефективността се подобрява. Недостатъкът на веригата е, че веригата е сложна и надеждността е по -ниска от горните две вериги.
Контролна верига на инверторната верига
Основните схеми на гореспоменатите инвертори трябва да бъдат реализирани от контролна верига. Като цяло има два метода за контрол: квадратна вълна и положителна и слаба вълна. Веригата за захранване на инвертора с квадратна вълна е проста, с ниска цена, но ниска ефективност и голяма в хармонични компоненти. . Изходът на синусоида е тенденцията за развитие на инверторите. С развитието на микроелектроничната технология, микропроцесорите с PWM функции също излязоха. Следователно технологията на инвертора за изхода на синусоида е узряла.
1. Инвертори с квадратна вълна в момента използват предимно интегрални вериги на модулация на ширината на импулса, като SG 3 525, TL 494 и т.н. Практиката доказа, че използването на SG3525 интегрални схеми и използването на мощности като компоненти за превключване на мощност може да постигне сравнително високи производителност и ценови инвертори. Тъй като SG3525 има възможност директно да управлява способността на FET на мощността и има вътрешен референтен източник и оперативен усилвател и функция за защита на подпревара, така че периферната му верига е много проста.
2. Интегралната верига за управление на инвертора с изход на синусоида, контролната верига на инвертора с изход на синусоида може да бъде контролирана от микропроцесор, като 80 C 196 MC, произведен от Intel Corporation, и произведен от Motorola Company. MP 16 и PI C 16 C 73, произведени от Mi-CRO Chip Company и др. Тези компютри с един чип имат множество PWM генератори и могат да зададат горния и горния мост. По време на мъртвото време използвайте 80 C от Intel Company, за да реализирате изходна верига на синусоида, 80 C 196 MC, за да завършите генерирането на синус вълна, и да откриете изходното напрежение на променлив ток, за да постигнете стабилизиране на напрежението.
Избор на захранващи устройства в основната верига на инвертора
Изборът на основните компоненти на захранването наинверторе много важно. Понастоящем най-използваните компоненти на захранването включват Transistors на Darlington Power (BJT), транзистори на ефект на захранване (MOS-F et), изолирани транзистори на портата (IGB). T) и изключване на тиристор (GTO) и др., Най-използваните устройства в системите с ниско напрежение с малък капацитет са MOS FET, тъй като MOS FET има по-нисък спад на напрежението на състоянието и по-висока честота на превключване на IG BT обикновено се използва в системите с високо напрежение и големи капацитети. Това е така, защото състоянието на състоянието на MOS FET се увеличава с увеличаването на напрежението, а IG BT е в системи със среден капацитет, заема по-голямо предимство, докато в супер-големият капацитет (над 100 kVA) системи GTO се използват като компоненти на захранването.
Време за публикация: октомври-21-2021
