În prezent, sistemul de generare a energiei fotovoltaice din China este în principal un sistem DC, care este de a încărca energia electrică generată de bateria solară, iar bateria furnizează direct energie la sarcină. De exemplu, sistemul de iluminare solară din gospodăria din nord -vestul Chinei și sistemul de alimentare cu alimentare cu microunde, departe de rețea, sunt toate sistemele DC. Acest tip de sistem are o structură simplă și costuri reduse. Cu toate acestea, datorită diferitelor tensiuni DC de încărcare (cum ar fi 12V, 24V, 48V etc.), este dificil să se realizeze standardizarea și compatibilitatea sistemului, în special pentru puterea civilă, deoarece majoritatea încărcărilor de curent alternativ sunt utilizate cu puterea de curent continuu. Este dificil pentru sursa de alimentare fotovoltaică să furnizeze energie electrică să intre pe piață ca marfă. În plus, generarea de energie fotovoltaică va realiza în cele din urmă o funcționare conectată la rețea, care trebuie să adopte un model de piață matur. În viitor, sistemele de generare a energiei fotovoltaice AC vor deveni mainstream -ul generației de energie fotovoltaică.
Cerințele sistemului de generare a energiei fotovoltaice pentru alimentarea cu invertor
Sistemul fotovoltaic de generare a energiei electrice folosind puterea de curent alternativ este format din patru părți: matrice fotovoltaică, controler de încărcare și descărcare, baterie și invertor (sistemul de generare a energiei conectat la rețea poate salva în general bateria), iar invertorul este componenta cheie. Fotovoltaic are cerințe mai mari pentru invertoare:
1. Este necesară o eficiență ridicată. Datorită prețului ridicat al celulelor solare în prezent, pentru a maximiza utilizarea celulelor solare și pentru a îmbunătăți eficiența sistemului, este necesar să încercați să îmbunătățiți eficiența invertorului.
2. Este necesară o fiabilitate ridicată. În prezent, sistemele fotovoltaice de generare a energiei electrice sunt utilizate în principal în zone îndepărtate, iar multe centrale electrice sunt nesupravegheate și întreținute. Acest lucru necesită ca invertorul să aibă o structură rezonabilă a circuitului, o selecție strictă a componentelor și impune ca invertorul să aibă diferite funcții de protecție, cum ar fi protecția de conectare la polaritate de intrare, protecția de scurtcircuire de ieșire de curent alternativ, supraîncălzire, protecție împotriva supraîncărcării etc.
3. Tensiunea de intrare DC este necesară pentru a avea o gamă largă de adaptare. Deoarece tensiunea terminală a bateriei se schimbă odată cu încărcarea și intensitatea luminii solare, deși bateria are un efect important asupra tensiunii bateriei, tensiunea bateriei fluctuează odată cu modificarea capacității rămase a bateriei și a rezistenței interne. Mai ales când bateria îmbătrânește, tensiunea terminală variază mult. De exemplu, tensiunea terminală a unei baterii de 12 V poate varia de la 10 V la 16 V. Acest lucru necesită ca invertorul să funcționeze la un curent continuu să asigure funcționarea normală în intervalul de tensiune de intrare și să asigure stabilitatea tensiunii de ieșire de curent alternativ.
4. În sistemele fotovoltaice de energie fotovoltaică de capacitate medie și mare, ieșirea sursei de alimentare a invertorului ar trebui să fie o undă sinusoidală cu o distorsiune mai mică. Acest lucru se datorează faptului că în sistemele medii și mari de capacitate, dacă se utilizează o putere de undă pătrată, ieșirea va conține mai multe componente armonice, iar armonicele mai mari vor genera pierderi suplimentare. Multe sisteme fotovoltaice de generare a energiei sunt încărcate cu echipamente de comunicare sau instrumentare. Echipamentul are cerințe mai mari privind calitatea rețelei electrice. Când sistemele de generare a energiei fotovoltaice de capacitate medie și mare sunt conectate la rețea, pentru a evita poluarea puterii cu rețeaua publică, invertorul este, de asemenea, obligat să producă un curent de undă sinusoidală.
Invertorul transformă curentul direct în curent alternativ. Dacă tensiunea de curent direct este scăzută, aceasta este stimulată de un transformator de curent alternativ pentru a obține o tensiune și frecvență de curent alternativ standard. Pentru invertoarele cu capacitate mare, datorită tensiunii de autobuz cu curent continuu, producția de curent alternativ nu are nevoie în general de un transformator care să sporească tensiunea la 220V. În invertoarele medii și cu capacitate mică, tensiunea DC este relativ scăzută, cum ar fi 12V, pentru 24V, trebuie proiectat un circuit de impuls. Invertoarele cu capacitate medie și mică includ, în general, circuite de invertor push-pull, circuite invertor cu punte completă și circuite de invertor de mare frecvență de înaltă frecvență. Circuitele push-pull conectează mufa neutră a transformatorului Boost la sursa de alimentare pozitivă, iar două tuburi de alimentare alternează lucrări, puteri de curent alternativ, deoarece tranzistoarele de alimentare sunt conectate la pământul comun, circuitele de acționare și control sunt simple și, deoarece transformatorul are o anumită inductanță de scurgere, poate limita curentul de scurtcircuit, îmbunătățind astfel fiabilitatea circuitului. Dezavantajul este că utilizarea transformatorului este scăzută, iar capacitatea de a conduce sarcini inductive este slabă.
Circuitul invertorului cu punte completă depășește deficiențele circuitului push-pull. Tranzistorul de putere ajustează lățimea pulsului de ieșire, iar valoarea efectivă a tensiunii de curent alternativ se modifică în consecință. Deoarece circuitul are o buclă liberă, chiar și pentru sarcini inductive, forma de undă de tensiune de ieșire nu va fi distorsionată. Dezavantajul acestui circuit este că tranzistoarele de putere ale brațelor superioare și inferioare nu împărtășesc pământul, astfel încât trebuie utilizat un circuit de acționare dedicat sau o sursă de alimentare izolată. În plus, pentru a preveni conducerea comună a brațelor podului superior și inferior, un circuit trebuie proiectat pentru a fi oprit și apoi pornit, adică trebuie să fie stabilit un timp mort, iar structura circuitului este mai complicată.
Ieșirea circuitului push-pull și a circuitului cu punte completă trebuie să adauge un transformator în pas. Deoarece transformatorul în pas are dimensiuni mari, cu o eficiență scăzută și mai scumpă, odată cu dezvoltarea tehnologiei electronice de putere și a microelectronicii, tehnologia de conversie în creștere de înaltă frecvență este utilizată pentru a realiza invers, poate realiza invertorul de densitate de mare putere. Circuitul de impuls din front al acestui circuit invertor adoptă o structură de împingere, dar frecvența de lucru este peste 20kHz. Transformatorul Boost adoptă material de miez magnetic de înaltă frecvență, deci are dimensiuni mici și în greutate ușoară. După inversarea de înaltă frecvență, acesta este transformat în curent alternativ de înaltă frecvență printr-un transformator de înaltă frecvență, iar apoi curentul direct de înaltă tensiune (în general peste 300V) este obținut printr-un circuit de filtru de redresor de înaltă frecvență, apoi inversat printr-un circuit invertor de frecvență de putere.
Cu această structură de circuit, puterea invertorului este mult îmbunătățită, pierderea fără sarcină a invertorului este redusă în mod corespunzător, iar eficiența este îmbunătățită. Dezavantajul circuitului este că circuitul este complicat și fiabilitatea este mai mică decât cele două circuite de mai sus.
Circuitul de control al circuitului invertorului
Principalele circuite ale invertoarelor menționate mai sus trebuie să fie realizate de un circuit de control. În general, există două metode de control: undă pătrată și undă pozitivă și slabă. Circuitul de alimentare cu invertor cu o putere de undă pătrată este simplă, cu costuri scăzute, dar scăzut de eficiență și mare în componente armonice. . Produsul de undă sinusoidală este tendința de dezvoltare a invertoarelor. Odată cu dezvoltarea tehnologiei microelectronice, au apărut și microprocesoare cu funcții PWM. Prin urmare, tehnologia invertorului pentru producția de undă sinusoidală s -a maturizat.
1. Invertoarele cu ieșire de undă pătrată în prezent utilizează în mare parte circuite integrate de modulare a lățimii pulsului, cum ar fi SG 3 525, TL 494 și așa mai departe. Practica a dovedit că utilizarea circuitelor integrate SG3525 și utilizarea FET -urilor de putere, deoarece componentele de putere de comutare pot obține invertoare de performanță și prețuri relativ ridicate. Deoarece SG3525 are capacitatea de a conduce direct capacitatea FETS de putere și are o sursă de referință internă și amplificator operațional și funcție de protecție la subevaluare, astfel încât circuitul său periferic este foarte simplu.
2. Circuitul integrat de control al invertorului cu ieșire de undă sinusoidală, circuitul de control al invertorului cu ieșire de undă sinusoidală poate fi controlat de un microprocesor, cum ar fi 80 C 196 MC produs de Intel Corporation și produs de Motorola Company. MP 16 și PI C 16 C 73 produse de MI-Cro Chip Company, etc. Aceste computere cu un singur cip au mai multe generatoare PWM și pot seta brațele de punte superioare și superioare. În timpul mortului, utilizați 80 C 196 M MC al companiei Intel pentru a realiza circuitul de ieșire a undelor sinusoidale, 80 C 196 MC pentru a finaliza generarea de semnal de undă sinusoidală și pentru a detecta tensiunea de ieșire a curentului pentru a obține stabilizarea tensiunii.
Selectarea dispozitivelor de alimentare în circuitul principal al invertorului
Alegerea principalelor componente ale puteriiinvertoreste foarte important. În prezent, cele mai utilizate componente de putere includ tranzistoarele de putere Darlington (BJT), tranzistoarele cu efect de câmp de putere (MOS-F ET), tranzistoare de poartă izolată (IGB). T) și tiristorul de oprire (GTO), etc., cele mai utilizate dispozitive în sisteme cu capacitate mică de joasă tensiune sunt MOS FET, deoarece MOS FET are o scădere mai mică a tensiunii de stat și mai mare frecvența de comutare a IG BT este utilizată în general în sisteme de înaltă tensiune și cu capacitate mare. Acest lucru se datorează faptului că rezistența la stat a MOS FET crește odată cu creșterea tensiunii, iar IG BT este în sisteme de capacitate medie ocupă un avantaj mai mare, în timp ce în sisteme super-mari (peste 100 kVA), GTO-urile sunt utilizate în general ca componente de putere.
Timpul post: 21-2021 octombrie
