Op dit moment is het fotovoltaïsche stroomopwekkingssysteem van China voornamelijk een DC -systeem, dat is om de elektrische energie op te laden die wordt gegenereerd door de zonnebatterij, en de batterij levert rechtstreeks vermogen aan de belasting. Het Solar Household Lighting System in het noordwesten van China en het Microwave Station -voedingssysteem ver weg van het raster zijn bijvoorbeeld allemaal DC -systeem. Dit type systeem heeft een eenvoudige structuur en lage kosten. Vanwege de verschillende DC -spanningen van de belasting (zoals 12V, 24V, 48V, enz.) Is het echter moeilijk om standaardisatie en compatibiliteit van het systeem te bereiken, vooral voor civiele kracht, omdat de meeste AC -belastingen worden gebruikt met DC -kracht. Het is moeilijk voor de fotovoltaïsche voeding om elektriciteit te leveren om de markt te betreden als een handelswaar. Bovendien zal de fotovoltaïsche stroomopwekking uiteindelijk een rooster-verbonden operatie bereiken, die een volwassen marktmodel moet aannemen. In de toekomst worden AC -fotovoltaïsche stroomopwekkingssystemen de mainstream van fotovoltaïsche stroomopwekking.
De vereisten van het fotovoltaïsche stroomopwekkingssysteem voor de stroomvoorziening van de omvormer
Het fotoovoltaïsche stroomopwekkingssysteem met een AC-vermogensuitgang bestaat uit vier delen: fotovoltaïsche array, laad- en ontladingscontroller, batterij en omvormer (het rooster-verbonden vermogensopwekkingssysteem kan de batterij in het algemeen redden) en de omvormer is de sleutelcomponent. Fotovoltaïsch heeft hogere vereisten voor omvormers:
1. Hoog efficiëntie is vereist. Vanwege de hoge prijs van zonnecellen op dit moment, om het gebruik van zonnecellen te maximaliseren en de systeemefficiëntie te verbeteren, is het noodzakelijk om te proberen de efficiëntie van de omvormer te verbeteren.
2. Hoge betrouwbaarheid is vereist. Momenteel worden fotovoltaïsche stroomopwekkingssystemen voornamelijk gebruikt in afgelegen gebieden, en veel elektriciteitscentrales zijn onbeheerd en onderhouden. Dit vereist dat de omvormer een redelijke circuitstructuur heeft, strikte selectie van componenten en vereist dat de omvormer verschillende beveiligingsfuncties heeft, zoals input DC -polariteitsverbeterbeveiliging, bescherming van AC -uitgang kortsluiting, oververhitting, overbelastingsbeveiliging, enz.
3. De DC -ingangsspanning is vereist om een breed aanpassingsbereik te hebben. Omdat de terminalspanning van de batterij verandert met de belasting en de intensiteit van zonlicht, hoewel de batterij een belangrijk effect heeft op de batterijspanning, fluctueert de batterijspanning met de verandering van de resterende capaciteit en interne weerstand van de batterij. Vooral wanneer de batterij veroudert, varieert de terminalspanning sterk. De terminalspanning van een batterij van 12 V kan bijvoorbeeld variëren van 10 V tot 16 V. Dit vereist dat de omvormer werkt bij een grotere DC, zorgt voor een normaal werking binnen het ingangsspanningsbereik en zorgt voor de stabiliteit van de AC -uitgangsspanning.
4. In fotovoltaïsche stroomopwekkingssystemen van middelgrote en grote capaciteit moet de output van de stroomvoorziening van de omvormer een sinusgolf zijn met minder vervorming. Dit komt omdat in middelgrote en grote capaciteitssystemen, als het laagste golfvermogen wordt gebruikt, de output meer harmonische componenten zal bevatten en hogere harmonischen extra verliezen zullen genereren. Veel fotovoltaïsche stroomopwekkingssystemen zijn geladen met communicatie- of instrumentatieapparatuur. De apparatuur heeft een hogere vereisten voor de kwaliteit van het elektriciteitsnet. Wanneer de fotovoltaïsche stroomopwekkingssystemen van middelgrote en grote capaciteit zijn aangesloten op het rooster, is de omvormer ook vereist om stroomvervuiling met het openbare rooster te voorkomen, is de omvormer nodig om een sinusgolfstroom uit te voeren.
De omvormer zet directe stroom om in wisselstroom. Als de directe stroomspanning laag is, wordt deze gestimuleerd door een wisselstroomtransformator om een standaard afwisselend stroomspanning en frequentie te verkrijgen. Voor omvormers met grote capaciteit, vanwege de hoge DC-busspanning, heeft de AC-uitgang meestal geen transformator nodig om de spanning te verhogen tot 220V. In de omvormers van het middelgrote en kleine capaciteit is de DC-spanning relatief laag, zoals 12V, voor 24V moet een boostcircuit worden ontworpen. Medium- en kleincapaciteitsomvormers omvatten over het algemeen push-pull-omvormerscircuits, full-bridge omvormercircuits en hoogfrequente boost-omvormercircuits. Push-pull-circuits verbinden de neutrale plug van de boost-transformator met de positieve voeding en twee powerbuizen afwisselend werk, uitvoer-ac-vermogen, omdat de stroomtransistoren zijn verbonden met de gemeenschappelijke grond, zijn de aandrijf- en besturingscircuits eenvoudig, en omdat de transformator een bepaalde lekkage-inductie heeft, kan deze de korte-circuitstroom beperken, de betrouwbaarheid van het circuit. Het nadeel is dat het gebruik van de transformator laag is en het vermogen om inductieve belastingen te stimuleren, is slecht.
Het omvormerscircuit van de volledige brug overwint de tekortkomingen van het push-pull-circuit. De stroomtransistor past de uitgangspulsbreedte aan en de effectieve waarde van de uitgangs -AC -spanning verandert dienovereenkomstig. Omdat het circuit een freewheeling -lus heeft, zelfs voor inductieve belastingen, zal de uitgangsspanningsgolfvorm niet worden vervormd. Het nadeel van dit circuit is dat de stroomtransistoren van de bovenste en onderste armen de grond niet delen, dus moet een speciaal aandrijfcircuit of een geïsoleerde voeding worden gebruikt. Om de gemeenschappelijke geleiding van de bovenste en onderste brugarmen te voorkomen, moet bovendien een circuit worden ontworpen om te worden uitgeschakeld en vervolgens wordt ingeschakeld, dat wil zeggen dat een dode tijd moet worden ingesteld en de circuitstructuur is ingewikkelder.
De uitgang van het push-pull circuit en het volledige bridge circuit moet een step-up transformator toevoegen. Omdat de Step-Up Transformer groot is in grootte, weinig efficiëntie en duurder, met de ontwikkeling van krachtelektronica en micro-elektronica-technologie, wordt hoogfrequente step-up conversietechnologie gebruikt om reverse te bereiken, het kan een hoge vermogensdichtheidsomvormer realiseren. Het voorstage boostcircuit van dit omvormercircuit neemt de push-pull-structuur aan, maar de werkfrequentie is boven 20 kHz. De boost-transformator hanteert hoogfrequent magnetisch kernmateriaal, dus deze is klein in grootte en licht in gewicht. Na hoogfrequente inversie wordt het omgezet in hoogfrequente wisselstroom via een hoogfrequente transformator, en vervolgens wordt een hoogspanningsdirect stroom (in het algemeen boven 300V) verkregen door een hoogfrequent rectifierfiltercircuit en vervolgens omgekeerd door een vermogensfrequentie-omvormercircuit.
Met deze circuitstructuur is het vermogen van de omvormer sterk verbeterd, wordt het verlies van de omvormer nader verminderd en wordt de efficiëntie verbeterd. Het nadeel van het circuit is dat het circuit ingewikkeld is en de betrouwbaarheid lager is dan de bovenstaande twee circuits.
Regelcircuit van omvormercircuit
De belangrijkste circuits van de bovengenoemde omvormers moeten allemaal worden gerealiseerd door een besturingscircuit. Over het algemeen zijn er twee besturingsmethoden: viergere golf en positieve en zwakke golf. Het stroomvoorzieningscircuit van de omvormer met blokgolfuitgang is eenvoudig, laag in kosten, maar weinig efficiëntie en grote harmonische componenten. . Sinusgolfoutput is de ontwikkelingstrend van omvormers. Met de ontwikkeling van micro -elektronica -technologie zijn ook microprocessors met PWM -functies uitgekomen. Daarom is de omvormertechnologie voor sinusgolfoutput gerijpt.
1. Omvormers met vierkant golfuitgang gebruiken momenteel meestal puls-breedte modulatie geïntegreerde circuits, zoals SG 3 525, TL 494, enzovoort. De praktijk heeft bewezen dat het gebruik van SG3525 geïntegreerde circuits en het gebruik van stroom FET's, omdat schakelvermogencomponenten relatief hoge prestaties en prijsomvormers kunnen bereiken. Omdat SG3525 de mogelijkheid heeft om rechtstreeks vermogen FETS -mogelijkheden te stimuleren en een interne referentiebron en operationele versterker en onderspanningsbeveiligingsfunctie heeft, is het perifere circuit zeer eenvoudig.
2. Het geïntegreerde circuit van de omvormer met een sinusgolfuitgang, het besturingscircuit van de omvormer met sinusgolfuitgang kan worden geregeld door een microprocessor, zoals 80 C 196 MC geproduceerd door Intel Corporation, en geproduceerd door Motorola Company. MP 16 en PI C 16 C 73 geproduceerd door Mi-Cro Chip Company, enz. Deze single-chip computers hebben meerdere PWM-generatoren en kunnen de bovenste en bovenste brugarmen instellen. Gebruik tijdens de dode tijd de 80 C 196 MC van de Intel Company om het sinusgolfuitgangscircuit, 80 C 196 MC te realiseren om de sinusgolfsignaalgeneratie te voltooien en de AC -uitgangsspanning te detecteren om spanningsstabilisatie te bereiken.
Selectie van vermogensapparaten in het hoofdcircuit van de omvormer
De keuze van de belangrijkste stroomcomponenten van deomvormeris erg belangrijk. Momenteel omvatten de meest gebruikte krachtcomponenten Darlington Power Transistors (BJT), Power Field Effect Transistors (MOS-F ET), geïsoleerde Gate Transistors (IGB). T) en afwijzing thyristor (GTO), enz., De meest gebruikte apparaten in kleine capaciteit laagspanningssystemen zijn MOS FET, omdat MOS FET een lagere op-staten spanningsdaling heeft en hoger de schakelfrequentie van Ig BT wordt in het algemeen gebruikt in hoogspannings- en grote capaciteitssystemen. Dit komt omdat de on-state resistentie van MOS FET toeneemt met de toename van de spanning en Ig BT in systemen met gemiddelde capaciteit een groter voordeel oplevert, terwijl in super-grote capaciteit (boven 100 kVA) systemen, GTO's in het algemeen worden gebruikt als vermogenscomponenten.
Posttijd: oktober-21-2021
