Во моментов, кинескиот фотонапонски систем за производство на енергија е главно DC систем, кој треба да ја полни електричната енергија генерирана од сончевата батерија, а батеријата директно го снабдува товарот со енергија. На пример, соларниот систем за осветлување на домаќинствата во северозападна Кина и системот за напојување со микробранова станица далеку од мрежата се сите DC систем. Овој тип на систем има едноставна структура и ниска цена. Сепак, поради различните оптоварувања DC напони (како 12V, 24V, 48V, итн.), тешко е да се постигне стандардизација и компатибилност на системот, особено за цивилна моќност, бидејќи повеќето од AC оптоварувањата се користат со DC напојување . Фотоволтаичното снабдување со електрична енергија тешко може да влезе на пазарот како стока. Покрај тоа, производството на фотоволтаична енергија на крајот ќе постигне работа поврзана со мрежата, која мора да усвои зрел пазарен модел. Во иднина, системите за производство на фотоволтаична енергија со наизменична струја ќе станат мејнстрим за производство на фотонапонска енергија.
Барањата на фотоволтаичниот систем за производство на енергија за напојување со инвертер
Системот за производство на фотонапонска енергија што користи излезна наизменична струја се состои од четири дела: фотоволтаична низа, контролер за полнење и празнење, батерија и инвертер (системот за производство на енергија поврзан на мрежа генерално може да ја спаси батеријата), а инверторот е клучната компонента. Фотоволтаикот има поголеми барања за инвертери:
1. Потребна е висока ефикасност. Поради високата цена на соларните ќелии во моментов, со цел да се максимизира употребата на соларни ќелии и да се подобри ефикасноста на системот, неопходно е да се обидеме да ја подобриме ефикасноста на инверторот.
2. Потребна е висока доверливост. Во моментов, фотоволтаичните системи за производство на електрична енергија главно се користат во оддалечените области, а многу електрани се без надзор и одржувани. Ова бара инверторот да има разумна структура на колото, строг избор на компонента и бара инверторот да има различни заштитни функции, како што се заштита на поврзување со влезен DC поларитет, заштита на AC излез од краток спој, прегревање, заштита од преоптоварување итн.
3. Влезниот напон на еднонасочна струја е потребен за да има широк опсег на адаптација. Бидејќи приклучниот напон на батеријата се менува со оптоварувањето и интензитетот на сончевата светлина, иако батеријата има важен ефект врз напонот на батеријата, напонот на батеријата флуктуира со промената на преостанатиот капацитет на батеријата и внатрешниот отпор. Особено кога батеријата старее, нејзиниот приклучен напон варира многу. На пример, напонот на приклучокот на батеријата од 12 V може да варира од 10 V до 16 V. Ова бара инверторот да работи со поголем DC Обезбедете нормално функционирање во опсегот на влезниот напон и осигурете ја стабилноста на излезниот наизменичен напон.
4. Во системите за производство на фотоволтаична енергија со среден и голем капацитет, излезот од напојувањето на инвертерот треба да биде синусен бран со помало изобличување. Тоа е затоа што во системите со среден и голем капацитет, ако се користи моќност од квадратни бранови, излезот ќе содржи повеќе хармонични компоненти, а повисоките хармоници ќе генерираат дополнителни загуби. Многу фотоволтаични системи за производство на енергија се натоварени со комуникациска или инструментална опрема. Опремата има повисоки барања за квалитетот на електричната мрежа. Кога фотоволтаичните системи за производство на електрична енергија со среден и голем капацитет се поврзани на мрежата, со цел да се избегне загадување на електричната енергија со јавната мрежа, од инверторот исто така се бара да емитува струја на синусен бран.
Инвертерот ја претвора директната струја во наизменична струја. Ако напонот на директна струја е низок, тој се засилува со трансформатор на наизменична струја за да се добие стандарден напон и фреквенција на наизменична струја. За инверторите со голем капацитет, поради високиот DC напон на магистралата, на AC излезот генерално не му треба трансформатор за да го зголеми напонот до 220V. Кај инвертерите со среден и мал капацитет, DC напонот е релативно низок, како што е 12V, За 24V, мора да се дизајнира коло за засилување. Инвертерите со среден и мал капацитет генерално вклучуваат кола со инвертер со притискање, кола со инвертер со целосен мост и кола со инвертер за засилување со висока фреквенција. Колата со притискање го поврзуваат неутралниот приклучок на трансформаторот за засилување со позитивното напојување и две цевки за напојување Алтернативна работа, излезна наизменична струја, бидејќи транзисторите за напојување се поврзани со заедничката земја, колата за погон и контролата се едноставни и затоа што трансформаторот има одредена индуктивност на истекување, може да ја ограничи струјата на куса врска, со што се подобрува веродостојноста на колото. Недостаток е што искористеноста на трансформаторот е мала, а способноста за придвижување индуктивни оптоварувања е слаба.
Колото на инверторот со целосен мост ги надминува недостатоците на колото за притискање. Моќниот транзистор ја прилагодува ширината на излезниот импулс, а ефективната вредност на излезниот наизменичен напон се менува соодветно. Бидејќи колото има јамка за слободно тркало, дури и за индуктивни оптоварувања, брановата форма на излезниот напон нема да се искриви. Недостатокот на ова коло е што транзисторите за напојување на горниот и долниот крак не ја делат земјата, па затоа мора да се користи посебно погонско коло или изолирано напојување. Дополнително, за да се спречи заедничкото спроведување на горните и долните краци на мостот, мора да се дизајнира коло за да се исклучи, а потоа да се вклучи, односно да се постави мртво време, а структурата на колото е посложена.
Излезот на колото за притискање и колото со целосен мост мора да додаде трансформатор за засилување. Бидејќи трансформаторот за засилување е голем по големина, ниска ефикасност и поскап, со развојот на енергетската електроника и технологијата на микроелектрониката, се користи технологија за конверзија со висока фреквенција за да се постигне обратна работа. Може да реализира инвертер со висока густина на моќност. Колото за засилување на предната фаза на ова коло на инвертер ја прифаќа структурата со притискање, но работната фреквенција е над 20 KHz. Трансформаторот за засилување прифаќа високофреквентен материјал со магнетно јадро, така што е мал по големина и лесен по тежина. По високофреквентна инверзија, таа се претвора во високофреквентна наизменична струја преку високофреквентен трансформатор, а потоа се добива високонапонска директна струја (обично над 300 V) преку високофреквентно исправувачки филтер коло, а потоа се превртува преку коло на инвертер со фреквенција на моќност.
Со оваа структура на колото, моќноста на инверторот е значително подобрена, загубата без оптоварување на инверторот соодветно се намалува и ефикасноста се подобрува. Недостаток на колото е тоа што колото е комплицирано и доверливоста е помала од горенаведените две кола.
Контролно коло на колото на инверторот
Главните кола на горенаведените инвертери треба да се реализираат со контролно коло. Општо земено, постојат два методи на контрола: квадратен бран и позитивен и слаб бран. Колото за напојување на инвертерот со излез од квадратен бран е едноставно, со ниска цена, но со мала ефикасност и големо во хармоничните компоненти. . Излезот на синусен бран е развојниот тренд на инвертерите. Со развојот на технологијата за микроелектроника, излегоа и микропроцесори со PWM функции. Затоа, технологијата на инвертерот за излез на синусен бран созреа.
1. Инвертерите со излез од квадратен бран моментално најчесто користат интегрирани кола со модулација со ширина на импулсот, како што се SG 3 525, TL 494 и така натаму. Практиката докажа дека употребата на интегрираните кола SG3525 и употребата на моќни FET како компоненти за преклопна моќност може да постигнат релативно високи перформанси и инвертери со цена. Бидејќи SG3525 има способност директно да управува со моќни FET способности и има внатрешен референтен извор и оперативен засилувач и функција за заштита од поднапон, така што неговото периферно коло е многу едноставно.
2. Интегрираното коло за контрола на инвертерот со излез на синусен бран, контролното коло на инвертерот со излез на синусен бран може да се контролира со микропроцесор, како што е 80 C 196 MC произведен од INTEL Corporation, а произведен од Motorola Company. MP 16 и PI C 16 C 73 произведени од MI-CRO CHIP Company, итн. Овие компјутери со еден чип имаат повеќе PWM генератори и можат да ги постават горните и горните краци на мостот. За време на мртвото време, користете го 80 C 196 MC на компанијата INTEL за да го реализирате излезното коло на синусен бран, 80 C 196 MC за да го завршите генерирањето сигнал на синусниот бран и да го откриете излезниот напон наизменична струја за да постигнете стабилизација на напонот.
Избор на уреди за напојување во главното коло на инверторот
Изборот на главните моќни компоненти наинвертере многу важно. Во моментов, најкористените енергетски компоненти вклучуваат енергетски транзистори Дарлингтон (BJT), транзистори со ефект на поле на моќност (MOS-F ET), транзистори со изолирана врата (IGB). Т) и тиристор за исклучување (GTO), итн., најкористените уреди во нисконапонските системи со мал капацитет се MOS FET, бидејќи MOS FET има помал пад на напон во вклучената состојба и поголем. Фреквенцијата на префрлување на IG BT е генерално се користи во високонапонски и системи со голем капацитет. Тоа е затоа што отпорот во состојба на MOS FET се зголемува со зголемувањето на напонот, а IG BT е во системите со среден капацитет зазема поголема предност, додека во системите со супер голем капацитет (над 100 kVA), генерално се користат GTO. како енергетски компоненти.
Време на објавување: 21-10-2021 година
