For tiden er Kinas fotovoltaiske kraftgenereringssystem hovedsakelig et DC-system, som skal lade den elektriske energien som genereres av solbatteriet, og batteriet leverer direkte strøm til lasten. For eksempel er solenergi-husholdningsbelysningssystemet i Nordvest-Kina og strømforsyningssystemet for mikrobølgestasjoner langt borte fra nettet alle DC-systemer. Denne typen system har en enkel struktur og lave kostnader. På grunn av de forskjellige belastnings likespenningene (som 12V, 24V, 48V, etc.), er det imidlertid vanskelig å oppnå standardisering og kompatibilitet av systemet, spesielt for sivil strøm, da de fleste vekselstrømbelastningene brukes med likestrøm. . Det er vanskelig for den solcellestrømforsyningen å levere strøm for å komme inn på markedet som en vare. I tillegg vil fotovoltaisk kraftproduksjon på sikt oppnå netttilkoblet drift, som må ta i bruk en moden markedsmodell. I fremtiden vil AC fotovoltaiske kraftproduksjonssystemer bli hovedstrømmen av fotovoltaisk kraftproduksjon.
Kravene til fotovoltaisk kraftgenereringssystem for inverterstrømforsyning
Det fotovoltaiske kraftgenereringssystemet som bruker vekselstrøm, består av fire deler: fotovoltaisk array, lade- og utladningskontroller, batteri og omformer (det netttilkoblede kraftgenereringssystemet kan generelt spare batteriet), og omformeren er nøkkelkomponenten. Solceller har høyere krav til omformere:
1. Høy effektivitet kreves. På grunn av den høye prisen på solceller for tiden, for å maksimere bruken av solceller og forbedre systemets effektivitet, er det nødvendig å prøve å forbedre effektiviteten til omformeren.
2. Høy pålitelighet kreves. For tiden brukes solcelleanlegg hovedsakelig i avsidesliggende områder, og mange kraftstasjoner er uten tilsyn og vedlikeholdes. Dette krever at vekselretteren har en rimelig kretsstruktur, strengt komponentvalg, og krever at vekselretteren har ulike beskyttelsesfunksjoner, slik som inngangs DC-polaritetstilkoblingsbeskyttelse, AC-utgang kortslutningsbeskyttelse, overoppheting, overbelastningsbeskyttelse, etc.
3. DC-inngangsspenningen kreves for å ha et bredt spekter av tilpasning. Siden terminalspenningen til batteriet endres med belastningen og intensiteten av sollys, selv om batteriet har en viktig effekt på batterispenningen, svinger batterispenningen med endringen av batteriets gjenværende kapasitet og interne motstand. Spesielt når batteriet eldes, varierer polspenningen mye. For eksempel kan terminalspenningen til et 12 V-batteri variere fra 10 V til 16 V. Dette krever at omformeren opererer med en større DC Sørg for normal drift innenfor inngangsspenningsområdet og sørg for stabiliteten til AC-utgangsspenningen.
4. I fotovoltaiske kraftgenereringssystemer med middels og stor kapasitet bør utgangen fra omformerens strømforsyning være en sinusbølge med mindre forvrengning. Dette er fordi i systemer med middels og stor kapasitet, hvis firkantbølgekraft brukes, vil utgangen inneholde flere harmoniske komponenter, og høyere harmoniske vil generere ytterligere tap. Mange fotovoltaiske kraftgenereringssystemer er lastet med kommunikasjons- eller instrumenteringsutstyr. Utstyret har høyere krav til kvaliteten på strømnettet. Når de mellomstore og store fotovoltaiske kraftgenereringssystemene er koblet til nettet, for å unngå strømforurensning med det offentlige nettet, må omformeren også sende ut en sinusbølgestrøm.
Omformeren konverterer likestrøm til vekselstrøm. Hvis likestrømspenningen er lav, forsterkes den av en vekselstrømtransformator for å oppnå en standard vekselstrømspenning og -frekvens. For vekselrettere med stor kapasitet, på grunn av den høye DC-busspenningen, trenger AC-utgangen vanligvis ikke en transformator for å øke spenningen til 220V. I vekselrettere med middels og liten kapasitet er likespenningen relativt lav, for eksempel 12V, For 24V må det utformes en boostkrets. Invertere med middels og liten kapasitet inkluderer vanligvis push-pull-inverterkretser, fullbro-inverterkretser og høyfrekvente boost-inverterkretser. Push-pull-kretser kobler den nøytrale pluggen til boost-transformatoren til den positive strømforsyningen, og to strømrør Alternativt arbeid, utgangs vekselstrøm, fordi krafttransistorene er koblet til felles jord, er driv- og kontrollkretsene enkle, og fordi transformatoren har en viss lekkasjeinduktans, den kan begrense kortslutningsstrømmen, og dermed forbedre kretsens pålitelighet. Ulempen er at transformatorutnyttelsen er lav og evnen til å drive induktive laster er dårlig.
Inverterkretsen med full bro overvinner manglene til push-pull-kretsen. Krafttransistoren justerer utgangspulsbredden, og den effektive verdien av utgangs-vekselspenningen endres tilsvarende. Fordi kretsen har en frihjulssløyfe, selv for induktive belastninger, vil utgangsspenningsbølgeformen ikke bli forvrengt. Ulempen med denne kretsen er at krafttransistorene til de øvre og nedre armene ikke deler bakken, så det må brukes en dedikert drivkrets eller en isolert strømforsyning. I tillegg, for å forhindre felles ledning av de øvre og nedre broarmene, må en krets utformes for å slås av og deretter slås på, det vil si at en dødtid må settes, og kretsstrukturen er mer komplisert.
Utgangen fra push-pull-krets og full-bro-krets må legge til en step-up-transformator. Fordi step-up-transformatoren er stor i størrelse, lav effektivitet og dyrere, med utviklingen av kraftelektronikk og mikroelektronikk-teknologi, brukes høyfrekvent step-up-konverteringsteknologi for å oppnå revers. Det kan realisere omformer med høy effekttetthet. Front-stage boost-kretsen til denne vekselretterkretsen bruker push-pull-struktur, men arbeidsfrekvensen er over 20KHz. Boost-transformatoren bruker høyfrekvent magnetisk kjernemateriale, så den er liten i størrelse og lett i vekt. Etter høyfrekvent inversjon konverteres den til høyfrekvent vekselstrøm gjennom en høyfrekvent transformator, og deretter oppnås høyspent likestrøm (vanligvis over 300V) gjennom en høyfrekvent likeretterfilterkrets, og inverteres deretter gjennom en strømfrekvensomformerkrets.
Med denne kretsstrukturen er kraften til omformeren betydelig forbedret, vekselretterens ubelastetap reduseres tilsvarende, og effektiviteten forbedres. Ulempen med kretsen er at kretsen er komplisert og påliteligheten er lavere enn de to ovennevnte kretsene.
Styrekrets for inverterkrets
Hovedkretsene til de ovennevnte vekselretterne må alle realiseres av en kontrollkrets. Generelt er det to kontrollmetoder: firkantbølge og positiv og svak bølge. Omformerens strømforsyningskrets med firkantbølgeutgang er enkel, lav i kostnad, men lav effektivitet og stor i harmoniske komponenter. . Sinusbølgeutgang er utviklingstrenden for omformere. Med utviklingen av mikroelektronikk-teknologi har det også kommet ut mikroprosessorer med PWM-funksjoner. Derfor har inverterteknologien for sinusbølgeutgang modnet.
1. Invertere med firkantbølgeutgang bruker for tiden stort sett integrerte kretser med pulsbreddemodulasjon, som SG 3 525, TL 494 og så videre. Praksis har vist at bruk av SG3525 integrerte kretser og bruk av strøm-FET-er som svitsjingskraftkomponenter kan oppnå relativt høy ytelse og pris-omformere. Fordi SG3525 har evnen til å direkte drive kraft-FET-kapasitet og har intern referansekilde og operasjonsforsterker og underspenningsbeskyttelsesfunksjon, så dens perifere krets er veldig enkel.
2. Inverterens kontrollintegrerte krets med sinusbølgeutgang, kontrollkretsen til inverteren med sinusbølgeutgang kan styres av en mikroprosessor, slik som 80 C 196 MC produsert av INTEL Corporation, og produsert av Motorola Company. MP 16 og PI C 16 C 73 produsert av MI-CRO CHIP Company, etc. Disse enkeltbrikke datamaskinene har flere PWM-generatorer, og kan stille inn øvre og øvre broarmer. I løpet av dødtiden, bruk INTEL-selskapets 80 C 196 MC for å realisere sinusbølgeutgangskretsen, 80 C 196 MC for å fullføre sinusbølgesignalgenereringen, og oppdage AC-utgangsspenningen for å oppnå spenningsstabilisering.
Valg av strømenheter i hovedkretsen til omformeren
Valget av hovedkraftkomponentene tilinverterer veldig viktig. For tiden inkluderer de mest brukte strømkomponentene Darlington-krafttransistorer (BJT), effektfelteffekttransistorer (MOS-F ET), isolerte porttransistorer (IGB). T) og turn-off tyristor (GTO), etc., de mest brukte enhetene i lavspenningssystemer med liten kapasitet er MOS FET, fordi MOS FET har lavere spenningsfall i tilstanden og høyere. Bryterfrekvensen til IG BT er generelt sett brukes i høyspennings- og systemer med stor kapasitet. Dette er fordi on-state motstanden til MOS FET øker med økningen av spenningen, og IG BT er i systemer med middels kapasitet har en større fordel, mens i systemer med superstor kapasitet (over 100 kVA) brukes GTO-er generelt som kraftkomponenter.
Innleggstid: 21. oktober 2021
