Obecnie chiński system wytwarzania energii jest głównie systemem DC, który ma ładować energię elektryczną wytwarzaną przez baterię słoneczną, a akumulator bezpośrednio dostarcza zasilanie do obciążenia. Na przykład system oświetlenia gospodarstwa domowego słonecznego w północno -zachodnich Chinach i system zasilania stacji mikrofalowej z dala od siatki są systemem DC. Ten typ systemu ma prostą strukturę i niski koszt. Jednak ze względu na różne napięcia prądu stałego (takie jak 12 V, 24 V, 48 V itp.), Trudno jest osiągnąć standaryzację i kompatybilność systemu, szczególnie w sile cywilnej, ponieważ większość obciążeń prądu przemiennego jest używana z mocą prądu stałego. Zasilacz fotowoltaiczny jest trudny do dostarczenia energii elektrycznej do wejścia na rynek jako towar. Ponadto wytwarzanie energii fotowoltaicznej ostatecznie osiągnie operację połączoną z siecią, która musi przyjąć dojrzały model rynkowy. W przyszłości systemy wytwarzania energii AC AC staną się głównym nurtem wytwarzania energii fotowoltaicznej.
Wymagania systemu wytwarzania energii fotowoltaicznej do zasilania falownika
System wytwarzania energii fotowoltaicznej przy użyciu mocy wyjściowej AC składa się z czterech części: tablicy fotowoltaicznej, kontrolera ładowania i rozładowania, akumulatora i falownika (system wytwarzania mocy połączony z siecią może ogólnie zapisać baterię), a falownik jest kluczowym elementem. Photovoltaic ma wyższe wymagania dotyczące falowników:
1. Wymagana jest wysoka wydajność. Ze względu na wysoką cenę ogniw słonecznych, aby zmaksymalizować stosowanie ogniw słonecznych i poprawić wydajność systemu, należy spróbować poprawić wydajność falownika.
2. Wymagana jest wysoka niezawodność. Obecnie systemy wytwarzania energii fotowoltaicznej są wykorzystywane głównie na odległych obszarach, a wiele stacji energetycznych nie jest opiekujących się i utrzymywanych. Wymaga to od falownika posiadania rozsądnej struktury obwodu, ścisłego wyboru komponentów i wymagania od falownika pełnienia różnych funkcji ochrony, takich jak ochrona podłączenia polaryzacji DC, ochrona zwarcia, przegrzanie, ochrona przed przeciążeniem itp.
3. Napięcie wejściowe DC jest wymagane do szerokiego zakresu adaptacji. Ponieważ napięcie zaciskowe akumulatora zmienia się wraz z obciążeniem i intensywnością światła słonecznego, chociaż akumulator ma istotny wpływ na napięcie akumulatora, napięcie akumulatora zmienia się wraz ze zmianą pozostałej pojemności akumulatora i rezystancji wewnętrznej. Zwłaszcza gdy bateria się starzeje, jego napięcie zaciskowe jest bardzo zróżnicowane. Na przykład napięcie zaciskowe akumulatora 12 V może wahać się od 10 V do 16 V. Wymaga to falownika działającego na większym DC zapewni normalne działanie w zakresie napięcia wejściowego i zapewnić stabilność napięcia wyjściowego prądu przemiennego.
4. W systemach wytwarzania energii o średniej i o dużej pojemności, wyjście zasilania falownika powinny być fala sinusoidalna o mniejszych zniekształceniach. Wynika to z faktu, że w systemach o średniej i dużej pojemności, jeśli zastosowana zostanie moc fali kwadratowej, wyjście będzie zawierać więcej komponentów harmonicznych, a wyższe harmoniczne wygenerują dodatkowe straty. Wiele fotowoltaicznych systemów wytwarzania energii jest ładowanych sprzętem do komunikacji lub oprzyrządowania. Sprzęt ma wyższe wymagania dotyczące jakości siatki mocy. Gdy systemy wytwarzania energii o średniej i o dużej pojemności są podłączone do siatki, aby uniknąć zanieczyszczenia energii za pomocą publicznej siatki, falownik jest również wymagany do wyprowadzenia prądu fali sinusoidalnej.
Falownik przekształca prąd stały w prąd naprzemienny. Jeśli napięcie prądu stałego jest niskie, jest on zwiększany przez przemienny transformator prądu w celu uzyskania standardowego napięcia prądu naprzemiennego i częstotliwości. W przypadku falowników o dużej pojemności, ze względu na wysokie napięcie magistrali DC, wyjście prądu przemiennego zasadniczo nie potrzebuje transformatora do zwiększenia napięcia do 220 V. W falownikach o średniej i małej pojemności napięcie DC jest stosunkowo niskie, takie jak 12 V, dla 24 V, należy zaprojektować obwód doładowania. Falki o średniej i małej pojemności ogólnie obejmują obwody falownika push-pull, obwody falownika pełnego mostu i obwody falownika o wysokiej częstotliwości. Obwody push-pull łączą neutralną wtyczkę transformatora Boost z dodatnim zasilaczem, a dwie rurki mocy alternatywne, moc wyjściowa, ponieważ tranzystory mocy są podłączone do wspólnego uziemienia, obwody napędowe i sterujące są proste, a ponieważ transformator ma pewną indukcję wycieku, może ograniczyć prąd zwarcia, poprawiając w ten sposób niezawodność obwodu. Wadą jest to, że wykorzystanie transformatora jest niskie, a zdolność do napędzania obciążeń indukcyjnych jest słaba.
Obwód falownika pełnego mostu pokonuje niedociągnięcia obwodu push-pull. Tranzystor mocy dostosowuje szerokość impulsu wyjściowego, a efektywna wartość napięcia wyjściowego AC odpowiednio się zmienia. Ponieważ obwód ma pętlę swobodną, nawet w przypadku obciążeń indukcyjnych, przebieg napięcia wyjściowego nie zostanie zniekształcony. Wadą tego obwodu jest to, że tranzystory mocy górnych i dolnych ramion nie mają gruntu, więc należy użyć dedykowanego obwodu napędowego lub izolowanego zasilania. Ponadto, aby zapobiec wspólnemu przewodzeniu ramion górnego i dolnego mostu, należy zaprojektować obwód, aby został wyłączony, a następnie włączony, to znaczy czas martwego, a struktura obwodu jest bardziej skomplikowana.
Wyjście obwodu push-pull i obwodu pełnego mostu musi dodać transformator stopnia. Ponieważ transformator podwyższony jest duży, niski wydajność i droższy, wraz z rozwojem technologii elektroniki i mikroelektroniki, technologia konwersji o wysokiej częstotliwości jest stosowana do osiągnięcia odwrotnego falownika o dużej mocy. Przedni faza doładowania tego obwodu falownika przyjmuje strukturę push-pull, ale częstotliwość robocza jest powyżej 20 kHz. Transformator Boost przyjmuje materiał rdzenia magnetycznego o wysokiej częstotliwości, więc ma mały rozmiar i lekka waga. Po inwersji o wysokiej częstotliwości jest ona przekształcana w prąd naprzemienny o wysokiej częstotliwości przez transformator o wysokiej częstotliwości, a następnie prąd stały o wysokim napięciu (ogólnie powyżej 300 V) jest uzyskiwany przez obwód filtra prostownika o wysokiej częstotliwości, a następnie odwracany przez obwód falownika częstotliwości.
Dzięki tej strukturze obwodu moc falownika jest znacznie ulepszona, utrata bez obciążenia falownika jest odpowiednio zmniejszona, a wydajność jest poprawiona. Wadą obwodu jest to, że obwód jest skomplikowany, a niezawodność jest niższa niż powyższe obwody.
Obwód sterujący obwodu falownika
Główne obwody wyżej wymienionych falowników muszą zostać zrealizowane przez obwód kontrolny. Zasadniczo istnieją dwie metody kontrolne: fala kwadratowa oraz fala dodatnia i słaba. Obwód zasilacza falownika o mocy fali kwadratowej jest prosty, niski koszt, ale niski w wydajności i dużych elementów harmonicznych. . Wyjście fali sinusoidalnej to trend rozwojowy falowników. Wraz z opracowaniem technologii mikroelektroniki pojawiły się również mikroprocesory z funkcjami PWM. Dlatego technologia falownika dla wyjścia fali sinusoidalnej dojrzeła.
1. Falowniki z wyjściem fali kwadratowej obecnie wykorzystują obwody zintegrowane modulacji pulsowej, takie jak SG 3 525, TL 494 i tak dalej. Praktyka udowodniła, że użycie zintegrowanych obwodów SG3525 i zastosowanie energii jako komponentów zasilania może osiągnąć stosunkowo wysoką wydajność i falowniki cenowe. Ponieważ SG3525 ma możliwość bezpośredniego napędzania możliwości mocy i ma wewnętrzny źródło odniesienia i wzmacniacz operacyjny oraz funkcję ochrony podnapietowego, więc jego obwód peryferyjny jest bardzo prosty.
2. Zintegrowany obwód kontroli falownika z wyjściem fali sinusoidalnej, obwód kontrolny falownika z wyjściem fali sinusoidalnej może być kontrolowany przez mikroprocesor, taki jak 80 c 196 mc wyprodukowany przez Intel Corporation i produkowany przez Motorola Company. MP 16 i PI C 16 C 73 wyprodukowane przez MI-CRO Chip Company itp. Te komputery jednorakowe mają wiele generatorów PWM i mogą ustawić ramiona górnego i górnego mostu. W czasie martwego użyj 80 C 196 MC firmy Intel, aby zrealizować obwód wyjściowy fali sinusoidalnej, 80 C 196 MC, aby ukończyć wytwarzanie sygnału fali sinusoidalnej i wykryć napięcie wyjściowe prądu przemiennego, aby osiągnąć stabilizację napięcia.
Wybór urządzeń energetycznych w głównym obwodzie falownika
Wybór głównych elementów mocyfalownikjest bardzo ważne. Obecnie najczęściej używane komponenty energetyczne obejmują tranzystory mocy Darlington (BJT), tranzystory efektu w polu mocy (MOS-F ET), izolowane tranzystory bramy (IGB). T) i wyłączanie tyrystor (GTO) itp. Najczęściej używanymi urządzeniami w systemach niskiego napięcia w małej pojemności są MOS FET, ponieważ MOS FET ma niższy spadek napięcia w stanie i wyższa częstotliwość przełączania IG BT jest ogólnie stosowana w systemach o wysokim napięciu i o dużej pojemności. Wynika to z faktu, że oporność na stan MOS FET wzrasta wraz ze wzrostem napięcia, a IG BT jest w systemach o średniej pojemności, przynosi większą przewagę, podczas gdy w systemach o nadwozie (powyżej 100 kVa) GTO są ogólnie używane jako komponenty mocy.
Czas po: 21-2021 października
