Tolkning av prinsippet og anvendelse av inverter i fotovoltaisk kraftgenereringssystem

- Apr 16, 2018-

For tiden er Kinas fotovoltaiske kraftgenereringssystem hovedsakelig et likestrømssystem, noe som betyr at energien fra solceller vil bli brukt til å lade batteriene, og batteriene vil direkte gi strøm til lastene. For eksempel, solenergi husholdning belysning systemer som brukes i nordvest-regionen i Kina og strømforsyning systemer for mikrobølge stasjoner langt fra strømnettet er DC-systemet. Et slikt system er enkelt i struktur og lav pris. På grunn av ulik spenning av lasten (som 12V, 24V, 48V osv.) Er det imidlertid vanskelig å oppnå standardisering og kompatibilitet av systemet, spesielt for sivilkraft, siden de fleste AC-belastninger bruker likestrøm. Tilførselen av fotovoltaisk kraft er vanskelig å komme inn på markedet som en vare. I tillegg vil fotovoltaisk kraftproduksjon til slutt oppnå gridkoblet drift. Dette krever vedtak av en moden markedsmodell. I fremtiden vil utveksling av fotovoltaiske kraftgenereringssystemer bli hovedstrømmen av fotovoltaisk kraftproduksjon.

Omformerkrav i søknaden:

1. Kravene har høyere effektivitet. På grunn av den nåværende høye prisen på solceller, for å maksimere bruken av solceller og forbedre systemeffektiviteten, må vi forsøke å forbedre omformerenes effektivitet.

2. Kravene har høyere pålitelighet. I dag brukes fotovoltaiske kraftgenereringssystemer hovedsakelig i fjerntliggende områder, og mange kraftverk er uovervåket og vedlikeholdt. Dette krever at omformere har rimelige kretsstrukturer, streng komponentscreening og krever omformere å ha ulike beskyttelsesfunksjoner, for eksempel inngangsstrøm. Omvendt polaritetsbeskyttelse, AC-kortslutning, overoppheting, overbelastningsbeskyttelse etc.

3. Krever et bredt spekter av DC-inngangsspenning, fordi solens batteris terminal spenning varierer med belastningen og sollysintensiteten. Selv om batteriet spiller en viktig rolle i spenningen til solbatteriet, er batterispenningen avhengig av gjenværende batterikapasitet og intern motstand. Variasjonen i endringen, spesielt når batteriet er aldrende, har terminalspenningen et bredt spekter av endringer, for eksempel 12V-batteri, kan terminalspenningen endres mellom 10V ~ 16V, noe som krever at omformeren må ha en stor DC-inngangsspenning . Sørg for normal drift innenfor rekkevidde og sikre stabiliteten til vekselstrømspenningen.

4. I strømforsyningssystemer med middels og stor kapasitet skal utgangene til omformerens strømforsyning være en sinusbølge med liten forvrengning. Dette skyldes det faktum at i medium- og storkapasitetssystemer, hvis kvadratbølgekraft brukes, vil utgangen inneholde flere harmoniske komponenter, og høyere harmonikk vil medføre ytterligere tap. Lasten til mange fotovoltaiske kraftgenereringssystemer er kommunikasjons- eller instrumenteringsutstyr. Utstyret har høyere krav til kvaliteten på strømnettet. Når det store kapasitetsfotovoltaiske kraftgenereringssystemet er koblet til nettet, er det nødvendig at omformeren utfører en sinusbølge strøm for å unngå strømforurensning med det offentlige strømnettet.

Omformeren konverterer likestrøm til vekselstrøm. Hvis DC spenningen er lav, økes vekselstrømmen via vekselstrømstransformatoren og standard vekselstrømspenning og frekvens oppnås. For høykapasitetsomformere, fordi likestrømspenningen er relativt høy, krever vekselstrømsproduksjonen generelt ikke transformatorforsterkning for å nå 220V. I medium- og småkapasitetsomformere er DC spenningen lav, for eksempel 12V og 24V. Det er nødvendig å designe en boostkrets.

Mellom- og småkapasitetsomformere har generelt tre typer push-pull-omformer-kretser, fullbro-omformerkretser og høyfrekvente boost-omformer-kretser. Push-pull-kretsen kobler den nøytrale kontakten til oppstartstransformatoren til den positive strømforsyningen, og de to effekttransistorene veksler arbeidet, utgangen får vekselstrøm. Siden krafttransistorene er felles tilkoblet, er kjøre- og styringskretsene enkle, og fordi transformatoren har en viss lekkasjeinduktans, kan kortslutningsstrømmen være begrenset, og dermed forbedre påliteligheten av kretsen. Dens ulemper er lav transformatorutnyttelse og dårlig evne til å drive induktive belastninger.

Full-bridge inverterkredsen overvinter ulempene med push-pull-kretsen. Strømtransistoren regulerer utgangspulsbredden og rms-verdien av utgangsspenningen endres tilsvarende. Siden denne kretsen har en freewheeling krets, vil utgangsspenningsbølgeformen ikke bli forvrengt selv for induktive belastninger. Ulempen med denne kretsen er at strømtransistorene til de øvre og nedre armer ikke er felles, så det må brukes spesielle kjørekretser eller isolerte strømforsyninger. I tillegg for å forhindre den felles ledning av øvre og nedre armer, er det nødvendig å designe den første av- og påkoblingskretsen, det vil si at dødtiden må settes og kretsstrukturen derav er relativt komplisert.

Omformerkontrollkrets

Hovedkretsen av de ovennevnte flere typer invertere trenger en kontrollkrets for å realisere, generelt er det to typer kontrollmetoder for firkantbølge og positiv svak bølge, omformeren strømforsyningskrets av firkantbølgeutgang er enkel, kostnaden er lav, men effektiviteten er lav, og de harmoniske komponentene er store. Sinusformet bølgeutgang er utviklingstendensen til omformeren. Med utviklingen av mikroelektronikk-teknologien har mikroprosessorer med PWM-funksjoner også kommet ut. Derfor har sinusbølge-utgangens inverterteknologi modnet.

1. Omformere med kvadratbølgeutgang bruker for tiden pulsbreddemodulasjon integrerte kretser som SG3525 og TL494. Øvelsen har vist at bruk av SG3525 integrert krets og bruk av strøm FET som bytte kraftelement kan realisere inverter med høy ytelse og pris fordi SG3525 har muligheten til å kjøre direkte MOSFET-strøm og har intern referanse kilde og operasjonsforsterker og underspenningsbeskyttelse, slik at den perifere kretsløp er enkel.

2. Sine wave output inverter kontroll integrert krets, inverter med sinus bølge utgang, sin styring krets kan styres av mikroprosessor, for eksempel 80C196MC produsert av INTEL selskap, MP16 produsert av Motorola selskap og produsert av MI-CROCHIP selskapet. PIC16C73 osv., Disse mikrokontrollerne har flere PWM generatorer, og kan stille dødtid mellom øvre og øvre arm ved hjelp av 80C196MC INTEL-selskapet for å oppnå en sinusbølgeutgangskrets, 80C196MC fullfører forekomsten av sinusbølgesignaler og detektere AC utgangsspenning for å oppnå spenningsregulering.

Omformerens hovedkrets strømmenhet valg

Valget av omformerens hovedkomponenter er kritisk. For tiden brukes strømkomponenter inkluderer Darlington-effekttransistorer (BJT), Power MOSFET (MOS-FET), isolerte gate transistorer (IGBT) og shutdown Thyristors (GTO), etc., som brukes oftere i lavvolum og lavspenningssystemer , er MOSFETer fordi MOSFET har lavere spenningsfall og høyere koblingsfrekvens, og IGBT-moduler brukes generelt i høyspennings storkapasitetssystemer. Dette skyldes at motstanden til MOSFET øker med økningen av spenningen, mens IGBT har en stor fordel i mediumkapasitetssystemet. I det ultra-store kapasitetssystemet (over 100 kVA) er GTO vanligvis brukt som kraftelement.