Zasada działania falownika:
Rdzeniem urządzenia inwertera jest obwód przełącznika inwertera, który w skrócie nazywany jest obwodem inwertera. Obwód uzupełnia funkcję inwertera poprzez włączanie i wyłączanie przełącznika elektronicznego mocy.
Cechy:
(1) Wymagana jest wysoka wydajność.
Ze względu na obecne wysokie ceny ogniw słonecznych, aby zmaksymalizować wykorzystanie ogniw słonecznych i zwiększyć wydajność systemu, należy podjąć próbę zwiększenia wydajności inwertera.
(2) Wymagana jest wysoka niezawodność.
Obecnie systemy elektrowni fotowoltaicznych są wykorzystywane głównie na odległych obszarach, a wiele elektrowni jest bezobsługowych i nie wymaga konserwacji, co wymaga, aby falownik miał odpowiednią strukturę obwodu, rygorystyczny dobór komponentów i różne funkcje zabezpieczające, takie jak: zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją wejściowego prądu stałego, zabezpieczenie przed zwarciem wyjściowego prądu przemiennego, przegrzaniem, zabezpieczenie przed przeciążeniem itp.
(3) Wymagany jest szerszy zakres adaptacji napięcia wejściowego.
Ponieważ napięcie zaciskowe ogniwa słonecznego zmienia się w zależności od obciążenia i intensywności światła słonecznego. Zwłaszcza gdy akumulator się starzeje, jego napięcie zaciskowe zmienia się w szerokim zakresie. Na przykład w przypadku akumulatora 12 V jego napięcie zaciskowe może się zmieniać w zakresie od 10 V do 16 V, co wymaga, aby falownik pracował normalnie w szerokim zakresie napięcia wejściowego DC.
Klasyfikacja falowników fotowoltaicznych：
Istnieje wiele sposobów klasyfikacji falowników. Na przykład, według liczby faz napięcia AC wyjściowego falownika, można podzielić go na falowniki jednofazowe i trójfazowe; Podzielone na falowniki tranzystorowe, falowniki tyrystorowe i falowniki tyrystorowe wyłączające. Zgodnie z zasadą obwodu falownika, można go również podzielić na falownik oscylacji samowzbudnej, falownik superpozycji fal schodkowych i falownik z modulacją szerokości impulsu. Zgodnie z zastosowaniem w systemie podłączonym do sieci lub poza siecią, można go podzielić na falownik podłączony do sieci i falownik poza siecią. Aby ułatwić użytkownikom optoelektroniki wybór falowników, tutaj tylko falowniki są klasyfikowane według różnych stosownych okazji.
1. Falownik centralny
Technologia scentralizowanego inwertera polega na tym, że kilka równoległych ciągów fotowoltaicznych jest podłączonych do wejścia DC tego samego scentralizowanego inwertera. Generalnie, trójfazowe moduły mocy IGBT są używane do dużej mocy, a tranzystory polowe są używane do małej mocy. DSP konwertuje sterownik, aby poprawić jakość generowanej mocy, czyniąc ją bardzo zbliżoną do prądu sinusoidalnego, zwykle stosowanego w systemach dużych elektrowni fotowoltaicznych (>10 kW). Największą cechą jest to, że moc systemu jest wysoka, a koszt niski, ale ponieważ napięcie wyjściowe i prąd różnych ciągów PV często nie są w pełni dopasowane (szczególnie gdy ciągi PV są częściowo zablokowane z powodu zachmurzenia, cienia, plam itp.), przyjmuje się scentralizowany inwerter. Zmiana sposobu doprowadzi do zmniejszenia wydajności procesu inwertera i zmniejszenia energii użytkowników energii elektrycznej. Jednocześnie niezawodność wytwarzania energii całego systemu fotowoltaicznego jest zagrożona przez zły stan roboczy grupy jednostek fotowoltaicznych. Najnowszym kierunkiem badań jest wykorzystanie sterowania opartego na modulacji wektorowej przestrzeni oraz opracowanie nowych topologicznych połączeń falowników w celu uzyskania wysokiej sprawności przy częściowym obciążeniu.
2. Falownik łańcuchowy
Falownik szeregowy opiera się na koncepcji modułowej. Każdy szereg PV (1-5 kW) przechodzi przez falownik, ma śledzenie szczytu mocy maksymalnej po stronie DC i jest połączony równolegle po stronie AC. Najpopularniejszy falownik na rynku.
Wiele dużych elektrowni fotowoltaicznych wykorzystuje falowniki szeregowe. Ich zaletą jest to, że nie są one narażone na różnice modułów i zacienienie między szeregami, a jednocześnie zmniejszają niedopasowanie między optymalnym punktem pracy modułów fotowoltaicznych a falownikiem, zwiększając w ten sposób generację energii. Te techniczne zalety nie tylko obniżają koszty systemu, ale także zwiększają jego niezawodność. Jednocześnie wprowadza się koncepcję „master-slave” między szeregami, dzięki czemu system może połączyć ze sobą kilka grup szeregów fotowoltaicznych i pozwolić jednemu lub kilku z nich pracować pod warunkiem, że pojedynczy szereg energii nie jest w stanie sprawić, aby pojedynczy falownik działał. , wytwarzając w ten sposób więcej energii elektrycznej.
Najnowsza koncepcja zakłada, że kilka inwerterów tworzy ze sobą „zespół” zamiast koncepcji „master-slave”, co czyni niezawodność systemu o krok dalej. Obecnie dominują inwertery szeregowe beztransformatorowe.
3. Mikroinwerter
W tradycyjnym systemie PV, wejście DC każdego falownika szeregowego jest połączone szeregowo przez około 10 paneli fotowoltaicznych. Gdy 10 paneli jest połączonych szeregowo, jeśli jeden nie działa dobrze, ten ciąg będzie miał wpływ. Jeśli ten sam MPPT jest używany do wielu wejść falownika, wszystkie wejścia również będą miały wpływ, znacznie zmniejszając wydajność wytwarzania energii. W praktycznych zastosowaniach różne czynniki okluzyjne, takie jak chmury, drzewa, kominy, zwierzęta, kurz, lód i śnieg, będą powodować powyższe czynniki, a sytuacja ta jest bardzo powszechna. W systemie PV mikroinwertera każdy panel jest podłączony do mikroinwertera. Gdy jeden z paneli nie działa dobrze, tylko ten panel będzie miał wpływ. Wszystkie pozostałe panele PV będą działać optymalnie, dzięki czemu cały system będzie bardziej wydajny i będzie generował więcej energii. W praktycznych zastosowaniach, jeśli falownik szeregowy ulegnie awarii, spowoduje to, że kilka kilowatów paneli słonecznych przestanie działać, podczas gdy wpływ awarii mikroinwertera jest dość niewielki.
4. Optymalizator mocy
Instalacja optymalizatora mocy w systemie generowania energii słonecznej może znacznie poprawić wydajność konwersji i uprościć funkcje falownika, aby obniżyć koszty. Aby zrealizować inteligentny system generowania energii słonecznej, optymalizator mocy urządzenia może naprawdę sprawić, że każda ogniwo słoneczne będzie działać najlepiej i monitorować stan zużycia baterii w dowolnym momencie. Optymalizator mocy to urządzenie między systemem generowania energii a falownikiem, a jego głównym zadaniem jest zastąpienie oryginalnej funkcji śledzenia optymalnego punktu mocy falownika. Optymalizator mocy wykonuje niezwykle szybkie skanowanie śledzenia optymalnego punktu mocy przez analogię, upraszczając obwód, a pojedyncze ogniwo słoneczne odpowiada optymalizatorowi mocy, dzięki czemu każde ogniwo słoneczne może naprawdę osiągnąć śledzenie optymalnego punktu mocy. Ponadto stan baterii można monitorować w dowolnym czasie i miejscu, wkładając układ komunikacyjny, a problem można natychmiast zgłosić, aby odpowiedni personel mógł go naprawić tak szybko, jak to możliwe.
Funkcja falownika fotowoltaicznego
Falownik nie tylko ma funkcję konwersji DC-AC, ale także funkcję maksymalizacji wydajności ogniwa słonecznego i funkcję ochrony przed awarią systemu. Podsumowując, istnieją funkcje automatycznej pracy i wyłączania, funkcja kontroli maksymalnej mocy, funkcja anty-niezależnej pracy (dla systemu podłączonego do sieci), funkcja automatycznej regulacji napięcia (dla systemu podłączonego do sieci), funkcja wykrywania DC (dla systemu podłączonego do sieci), funkcja wykrywania uziemienia DC (dla systemów podłączonych do sieci). Oto krótkie wprowadzenie do funkcji automatycznej pracy i wyłączania oraz funkcji kontroli maksymalnej mocy.
(1) Automatyczna praca i funkcja zatrzymania
Po wschodzie słońca rano intensywność promieniowania słonecznego stopniowo wzrasta, a moc wyjściowa ogniwa słonecznego również wzrasta. Gdy moc wyjściowa wymagana przez falownik zostanie osiągnięta, falownik zaczyna działać automatycznie. Po rozpoczęciu działania falownik będzie cały czas monitorował moc wyjściową modułu ogniwa słonecznego. Dopóki moc wyjściowa modułu ogniwa słonecznego jest większa niż moc wyjściowa wymagana do pracy falownika, falownik będzie kontynuował pracę; zatrzyma się o zachodzie słońca, nawet jeśli jest pochmurno i deszczowo. Falownik może również działać. Gdy moc wyjściowa modułu ogniwa słonecznego stanie się mniejsza, a moc wyjściowa falownika zbliży się do 0, falownik przejdzie w stan czuwania.
(2) Funkcja kontroli maksymalnej mocy
Moc wyjściowa modułu ogniwa słonecznego zmienia się wraz z intensywnością promieniowania słonecznego i temperaturą samego modułu ogniwa słonecznego (temperatura chipa). Ponadto, ponieważ moduł ogniwa słonecznego ma cechę, że napięcie maleje wraz ze wzrostem prądu, istnieje optymalny punkt pracy, w którym można uzyskać maksymalną moc. Intensywność promieniowania słonecznego ulega zmianie, a oczywiście optymalny punkt pracy również ulega zmianie. W odniesieniu do tych zmian punkt pracy modułu ogniwa słonecznego zawsze znajduje się w punkcie maksymalnej mocy, a system zawsze uzyskuje maksymalną moc wyjściową z modułu ogniwa słonecznego. Ta kontrola to kontrola śledzenia maksymalnej mocy. Największą cechą inwerterów do systemów zasilania słonecznego jest to, że zawierają one funkcję śledzenia punktu maksymalnej mocy (MPPT).
Czas publikacji: 26-paź-2022
