从文章中了解光伏逆变器的工作原理!
工作原理和特征工作原理:逆变器设备的核心是逆变器切换电路,称为简称逆变器电路。该电路通过打开和关闭电源电子开关来完成逆变器的功能。功能:(1)需要高效率。由于太阳能电池的价格高,为了最大程度地利用太阳能电池并提高系统效率,我们必须尝试提高逆变器的效率。 (2)需要高可靠性。目前,光伏电站系统主要用于偏远地区。许多电站无人看管和维护。这要求逆变器具有合理的电路结构,严格的组件选择,并要求逆变器具有各种保护功能,例如:输入DC极性反向保护,AC输出短路保护,过热,过热保护等。(3)输入电压必须具有广泛的适应性。因为太阳能电池的末端电压随载荷和阳光的强度而变化。尤其是当电池老化时,其端子电压变化很大。例如,12V电池的端子电压可能从10V到16V不等,这要求逆变器确保在较大的直流输入电压范围内正常运行。
光伏逆变器分类有许多用于逆变器分类的方法,例如:根据逆变器输出AC电压的阶段数量,可以将其分为单相逆变器和三相逆变器;根据在逆变器中使用的半导体设备,可以将不同类型的类型分为晶体管逆变器,晶闸管逆变器和关闭晶闸管逆变器。根据逆变器电路的原理,可以将其分为自振荡的振荡逆变器,步进波浪叠加逆变器和脉冲宽度调制逆变器。根据在网格连接系统或离网系统中的应用,可以将其分为网格连接的逆变器和离网逆变器。为了促进用于光伏用户的逆变器选择,该分类仅基于逆变器的不同场合。
1。集中式逆变器集中式逆变器技术是,几个平行的光伏字符串连接到同一集中式逆变器的直流输入端。通常,三相IGBT功率模块用于高功率,并且使用低功率效应晶体管,同时使用DSP转换控制器来提高产生的电能的质量,从而使其非常接近正弦波电流,该电流通常用于大型光伏电动机系统中(> 10kW)。最大的功能是系统的高功率和低成本。但是,由于不同光伏字符串的输出电压和电流通常不完全匹配(尤其是当光伏字符串由于多云,阴影,污渍等而部分阴影时),因此采用了集中式倒置。变更方法将指导逆变器过程效率的降低,并减少电力用户的能量。同时,整个光伏系统的发电可靠性受光伏单元组的工作状态差的影响。最新的研究方向是使用空间向量调制控制和新的逆变器拓扑连接的开发,以在部分负载条件下获得高效率。
2。字符串逆变器字符串逆变器基于模块化概念。每个光伏字符串(1-5kW)都通过逆变器并具有最大。 DC端的功率峰跟踪。平行和网格连接已成为国际市场上最受欢迎的逆变器。许多大型光伏发电厂都使用绳子逆变器。优势在于,它不受字符串之间的模块差异和阴影的影响,同时降低了光伏模块和逆变器的更好工作点之间的不匹配,从而增加了发电。这些技术优势不仅降低了系统的成本,而且还提高了系统的可靠性。同时,在字符串之间引入了“主奴隶”的概念,这使系统将几个PV字符串连接在一起,并在一串电能无法使单个逆变器工作时,让其中一个或几个工作。 ,以产生更多的电力。最新的概念是,几个逆变器形成了一个“团队”来替换“主奴隶”概念,这使系统的可靠性更进一步。当前,无变形金属串逆变器已完成了指南。
3。在传统的PV系统中,每个字符串逆变器的DC输入端子将通过大约10个光伏面板连接。当串联连接的10个面板中的一个不正常时,该字符串将受到影响。如果逆变器对多个输入使用相同的MPPT,则每个输入也将受到影响,从而大大降低了发电效率。在实际应用中,云,树木,烟囱,动物,灰尘,冰和雪等各种庇护因子将导致上述因素,情况非常普遍。在微型逆变器的PV系统中,每个面板都连接到微型逆变器。当其中一个面板运行不佳时,只有该面板会受到影响。所有其他光伏面板都将在更好的工作条件下运行,从而使整个系统更有效并产生更多的功率。在实际应用中,如果弦逆变器故障,它将导致几千瓦的面板无法正常工作,并且微逆变器故障的影响很小。
4. Power Optimizer在太阳能发电系统中安装功率优化器(优化器)可以大大提高转换效率并简化逆变器(逆变器)功能以降低成本。为了实现智能太阳能发电系统,设备电源优化器可以确保每个太阳能电池的性能越好,并随时监视电池消耗状态。功率优化器是发电系统和逆变器之间的设备。主要任务是替换逆变器的原始优点跟踪功能。功率优化器使用类比来通过简化电路来执行更快的更好的功率点跟踪扫描,并且单个太阳能电池对应于功率优化器,以便每个太阳能电池确实可以实现更好的功率点跟踪,您还可以随时随地监视电池状态,并在任何时间内和任何地方通过插入通信芯片,并在实时插入相关人员,并尽快维修这些问题。光伏逆变器的功能不仅具有直接到AC转换的功能,而且具有最大功能。太阳能电池的性能和系统故障保护的功能。总而言之,有自动操作和关闭功能,最大。电源跟踪控制功能,防根操作功能(对于网格连接系统),自动电压调整功能(对于网格连接系统),DC检测功能(对于网格连接系统),DC接地检测功能(用于网格连接系统)。这是自动操作和关闭功能以及最大关闭功能的简要介绍。电源跟踪控制功能。
(1)早晨日出后的自动操作和关闭功能,太阳辐射强度逐渐增加,太阳能电池的输出也增加。当达到逆变器所需的输出功率时,逆变器会自动开始运行。输入操作后,逆变器将始终监视太阳能电池组件的输出。只要太阳能电池组件的输出功率大于逆变器所需的输出功率,逆变器就会继续运行;即使多云或多雨,它也会停止直到日落。逆变器也可以操作。当太阳能电池模块的输出变小并且逆变器的输出接近0时,逆变器进入待机状态。
(2)最大功率跟踪控制函数太阳能电池模块的输出随太阳辐射的强度和太阳能电池模块本身(芯片温度)的温度而变化。另外,由于太阳能电池模块具有随着电流增加而降低电压的特征,因此可以获得更高的工作点可以获得最大值。力量。太阳辐射的强度正在发生变化,显然更好的工作点也在改变。相对于这些变化,太阳能电池模块的工作点始终是最大值。功率点,系统始终获得最大。来自太阳能电池模块的功率输出。这种控制是最大。电源跟踪控制。太阳能发电系统中使用的逆变器的最大功能是它包括最大功率点跟踪(MPPT)的功能。
光伏逆变器的主要技术指标
1。在光伏系统中输出电压的稳定性,太阳能电池生成的电能是电池存储的第一,然后转换为通过逆变器交流的220V或380V交替的电流。但是,电池受其自身充电和排放的影响,其输出电压差异很大。例如,标称的12V电池可以从10.8到14.4V(超过此范围可能会损坏电池)。对于合格的逆变器,当输入端子电压在此范围内发生变化时,其稳态输出电压的变化不应超过PlusMN;额定值的5%。同时,当负载突然变化时,其输出电压偏差不应超过额定值的±10%。
2。正弦波逆变器的输出电压的波形失真,最大。应指定允许的波形失真(或谐波内容)。通常由输出电压的总波形失真表示,其值不得超过5%(单相输出允许L0%)。由于逆变器的高阶谐波电流输出将产生其他损失,例如电感载荷上的涡流电流,如果逆变器波形失真太大,它将导致负载组件的严重加热,这不利于电气设备的安全性并严重影响系统运行效率。 3。额定负载的额定输出频率,包括电动机,例如洗衣机,冰箱等,因为电动机的频率较高的操作点为50Hz,频率太高或太低,频率会导致设备加热,从而降低系统的运行效率和使用寿命。因此,逆变器的输出频率应为相对稳定的值,通常为50Hz,其偏差应在正常工作条件下的plusmn; l%; l%。
4。负载功率因子代表逆变器承载电感或电容载荷的能力。正弦波逆变器的载荷因子为0.7至0.9,额定值为0.9。在具有一定负载功率的情况下,如果逆变器的功率因数较低,则所需的逆变器的能力将增加。一方面,成本将增加,光伏系统的交流电路的明显功率将增加。随着目前的增加,损失将不可避免地增加,系统效率也将降低。
5。逆变器效率逆变器的效率是指在指定的工作条件下的输出功率与其输入功率的比率,称为百分比。通常,光伏逆变器的标称效率是指纯电阻载荷。 ,负载80%的效率。由于光伏系统的整体成本相对较高,因此应最大化光伏逆变器的效率,应降低系统成本,并且应提高光伏系统的成本性能。目前,主流逆变器的标称效率在80%至95%之间,低功率逆变器的效率必须不少于85%。在光伏系统的实际设计过程中,不仅应选择高效率逆变器,而且还应采用合理的系统配置,以使光伏系统的负载尽可能尽可能地在较高的效率点附近工作。
6。额定输出电流(或额定输出能力)
指示在指定的负载功率因数范围内的逆变器的额定输出电流。某些逆变器产品具有额定的输出能力,并且该设备在VA或KVA中表示。逆变器的额定容量是输出功率因数为1(即纯电阻载荷)时,额定输出电压是额定输出电流的乘积。 7.保护措施具有出色性能的逆变器还应具有完整的保护功能或在实际使用过程中处理各种异常情况的措施,以保护逆变器本身和系统的其他组件免受损坏。 (1)输入欠压保护器:当输入电压低于额定电压的85%时,应保护和显示逆变器。 (2)输入过压保护器:当输入电压高于额定电压的130%时,应保护和显示逆变器。 (3)过电流保护:逆变器的过电流保护应能够确保及时行动,当负载短路或电流超过允许的值以保护其免受涌现电流损害的允许值。当工作电流超过额定值的150%时,逆变器应能够自动保护。 (4)输出短路保护器对逆变器短路保护的动作时间不得超过0.5s。 (5)输入反向连接保护:当正和负输入终端相反连接时,逆变器应具有保护函数和显示。 (6)避雷器保护:逆变器应具有闪电保护。
(7)过度的保护等。此外,对于没有电压稳定措施的逆变器,逆变器还应采取输出过电压保护措施,以保护负载免受过电压损害。 8。起始特性代表逆变器从负载及其在动态操作过程中的性能开始的能力。应确保逆变器在额定负载下可靠地开始。 9.噪声:变压器,过滤器感应器,电磁开关,风扇和电源电子设备中的其他组件将产生噪音。当逆变器处于正常运行状态时,其噪声不应超过80dB,并且小逆变器的噪声不得超过65dB。选择技能的选择逆变器必须首先考虑具有足够的额定能力来满足设备对最大电力的要求。加载。对于具有单个设备作为负载的逆变器,其额定容量的选择相对简单。当电气设备是纯电阻载荷或功率因数大于0.9时,逆变器的额定容量被选择为电气设备容量的1.1至1.15倍。同时,逆变器还应具有抵抗电容和电感载荷的影响的能力。对于一般电感载荷,例如电动机,冰箱,空调,洗衣机,高功率水泵等,启动时,瞬时功率可能是其额定功率的5-6倍。目前,逆变器将忍受巨大的瞬时力量。涌。对于此类系统,逆变器的额定容量应具有足够的边距,以确保可以可靠地启动负载,并且可以在满载的情况下多次启动高性能逆变器,而不会损害电源设备。为了自身的安全,小型逆变器有时需要使用软启动或当前限制启动。安装预防措施和维护
1。安装前,检查逆变器在运输过程中是否损坏。
2。选择安装站点时,应确保周围地区的任何其他电力电子设备都不会受到干扰。
3。在建立电连接之前,请确保使用不透明的材料覆盖光伏面板或断开DC侧断路器的连接。暴露于阳光下,光伏阵列将产生危险的电压。
4。所有安装操作必须仅由专业和技术人员完成。
5。光伏系统发电系统中使用的电缆必须牢固地连接,隔热且适当的规格。太阳能逆变器的发展趋势,提高功率的转换效率是一个永恒的话题,但是当系统的效率越来越高时,Almore接近100%,进一步提高效率将伴随着较低的成本绩效。因此,如何保持高效率并保持良好的价格竞争力将是目前的重要话题。与提高逆变器效率的努力相比,如何提高整个逆变器系统的效率正在逐渐成为太阳能系统的另一个重要问题。在太阳阵列中,当出现2〜3%区域的部分阴影时,对于具有MPPT功能的逆变器而言,当系统的输出功率不好时,甚至将有大约20%的功率下降!为了更好地适应这种情况,使用一对一的MPPT或多个MPPT控制功能在单个或部分太阳模块中非常有效。由于逆变器系统处于网格连接的状态,因此该系统向地面的泄漏将导致严重的安全问题;此外,为了提高系统效率,更多的太阳阵列串联连接以形成高直流输出电压。由于电极之间发生异常条件,因此很容易产生直流电弧。由于直流电压高,很难熄灭弧线,并且很容易引起火。随着太阳能逆变器系统的广泛采用,系统安全问题也将是逆变器技术的重要组成部分。此外,电力系统正在迎来智能
电网技术的快速发展和普及。许多太阳能和其他新的能源系统都连接到电网,这对智能电网系统的稳定性构成了新的技术挑战。设计一个可以更快,准确和智能兼容智能电网的逆变器系统将成为太阳逆变器系统的必要条件。
一般而言,通过电力电子技术,微电子技术和现代控制理论的开发而开发了逆变器技术的开发。随着时间的流逝,逆变器技术正在朝着较高的频率,较高的功率,较高效率和较小体积的方向发展。
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