В настоящее время фотоэлектрическая система производства электроэнергии в Китае представляет собой в основном систему постоянного тока, которая заряжает электроэнергию, вырабатываемую солнечной батареей, а батарея напрямую подает питание на нагрузку. Например, солнечная система освещения домохозяйств в северо -западном Китае и система питания микроволновой станции, далеко от сети, являются системой постоянного тока. Этот тип системы имеет простую структуру и низкую стоимость. Однако из -за различных напряжений постоянного тока нагрузки (например, 12V, 24V, 48V и т. Д.) Трудно достичь стандартизации и совместимости системы, особенно для гражданской власти, поскольку большинство нагрузок переменного тока используются с мощностью постоянного тока. . Для фотоэлектрического источника питания трудно поставлять электроэнергию, чтобы выходить на рынок в качестве товара. Кроме того, фотоэлектрическая выработка электроэнергии в конечном итоге достигнет операции, подключенной к сетке, которая должна принять зрелую модель рынка. В будущем фотоэлектрические системы производства электроэнергии AC станут основным направлением фотоэлектрической выработки электроэнергии.
Требования фотоэлектрической системы производства электроэнергии для источника питания инвертора
Система производства фотоэлектрической энергии с использованием выходной сигнала переменного тока состоит из четырех частей: фотоэлектрический массив, контроллер заряда и разгрузки, батарея и инвертор (система выработки электроэнергии, подключенная к сети, может, как правило, сохранять батарею), а инвертор является ключевым компонентом. Photovoltaic имеет более высокие требования к инверторам:
1. Требуется высокая эффективность. Из -за высокой цены на солнечные элементы в настоящее время, чтобы максимизировать использование солнечных элементов и повысить эффективность системы, необходимо попытаться повысить эффективность инвертора.
2. Требуется высокая надежность. В настоящее время фотоэлектрические системы выработки электроэнергии используются в основном в удаленных районах, и многие электростанции не придерживаются присмотра и поддерживаются. Это требует, чтобы инвертор имел разумную структуру схемы, строгий выбор компонентов и требует, чтобы инвертор имел различные функции защиты, такие как входная защита подключения полярности постоянного тока, защита от короткого замыкания переменного тока, перегрев, защита от перегрузки и т. Д.
3. Входное напряжение постоянного тока необходимо иметь широкий спектр адаптации. Поскольку терминальное напряжение аккумулятора изменяется с нагрузкой и интенсивностью солнечного света, хотя аккумулятор оказывает важное влияние на напряжение батареи, напряжение батареи колеблется с изменением оставшейся емкости аккумулятора и внутреннего сопротивления. Особенно, когда батарея стареет, его напряжение терминала широко варьируется. Например, напряжение терминала батареи 12 В может варьироваться от 10 В до 16 В. Это требует, чтобы инвертор работал при более крупном постоянном токе, обеспечивающем нормальную работу в диапазоне входного напряжения и обеспечивало устойчивость выходного напряжения переменного тока.
4. В системах фотоэлектрической электроэнергии средней и большой емкости выходной сигнал питания инвертора должен быть синусоидальной волной с меньшим искажением. Это связано с тем, что в системах средней и большой способности, если используется мощность квадратной волны, выход будет содержать больше гармонических компонентов, а более высокие гармоники будут генерировать дополнительные потери. Многие фотоэлектрические системы производства электроэнергии загружены с помощью связи или оборудования для приборов. Оборудование имеет более высокие требования к качеству энергосистемы. Когда фотоэлектрические системы производства электроэнергии средней и большой способности подключены к сети, чтобы избежать загрязнения энергии с помощью общественной сети, инвертор также должен вывести синусоидальный ток.
Инвертор преобразует постоянный ток в чередовый ток. Если напряжение постоянного тока низкое, оно повышается трансформатором переменного тока для получения стандартного переменного напряжения и частоты переменного тока. Для инверторов большой емкости, из-за высокого напряжения шины постоянного тока, выход переменного тока обычно не нуждается в трансформаторе для повышения напряжения до 220 В. В инверторах средней и малой емкости напряжение постоянного тока относительно низкое, например, 12 В, для 24 В, необходимо разработать цепь усиления. Инверторы средней и малой емкости, как правило, включают в себя схемы инвертора толкателя, цепей инверторов с полным мостом и высокочастотных цепей инверторов повышения. Цепочки для толчков Подключите нейтральную пробку трансформатора Boost к положительному источнику питания, а две пробирки чередуются работа, выходной мощности переменного тока, потому что транзисторы питания подключены к общему землю, схемы привода и управления просты и потому что Трансформатор обладает определенной индуктивностью утечки, он может ограничить ток короткого замыкания, что повышает надежность схемы. Недостатком является то, что использование трансформатора низкое, а способность управлять индуктивными нагрузками плохая.
Цепь инвертора с полным мостом преодолевает недостатки цепь толкания. Переводная транзистор регулирует выходной ширину импульса, и эффективное значение выходного напряжения переменного тока соответственно изменяется. Поскольку схема имеет петлю свободного шлюха, даже для индуктивных нагрузок, форма волны выходного напряжения не будет искажена. Недостатком этой цепи является то, что транзисторы питания верхних и нижних рук не разделяют землю, поэтому необходимо использовать выделенную цепь привода или изолированный источник питания. Кроме того, чтобы предотвратить общую проводимость верхнего и нижнего рычага моста, должна быть разработана цепь, чтобы быть выключенной и затем включенной, то есть необходимо установить мертвое время, и конструкция схемы более сложна.
Выход схемы нажатия и цепь полного моста должен добавить усилитель. Поскольку повышенный трансформатор имеет большие размеры, низкую эффективность и более дорогой, с развитием электроники и технологии микроэлектроники, высокочастотная технология преобразования шага используется для достижения обратного, это может реализовать инвертор высокой плотности мощности. Схема усиления на передней стадии этой цепи инвертора принимает конструкцию толкания, но рабочая частота превышает 20 кГц. Трансформатор Boost принимает высокочастотный материал магнитного ядра, поэтому он небольшой по размеру и свету по весу. После высокочастотной инверсии он преобразуется в высокочастотный переменный ток через высокочастотный трансформатор, а затем высоковольтный постоянный ток (обычно выше 300 В) получают через высокочастотный схему выпрямителя, а затем перевернуты через Схема инвертора частоты мощности.
С помощью этой конструкции цепь мощность инвертора значительно улучшается, потери без нагрузки инвертора соответственно снижаются, и эффективность улучшается. Недостатком схемы является то, что схема сложна, а надежность ниже, чем в двух вышеуказанных цепях.
Цепь управления цепью инвертора
Основные цепи вышеупомянутых инверторов должны быть реализованы с помощью схемы управления. Как правило, есть два метода управления: квадратная волна и положительная и слабая волна. Схема источника питания инвертора с квадратной волной проста, низкая стоимость, но низкая эффективность и большие в гармонических компонентах. . Синусоидальный выход - это тенденция развития инверторов. С разработкой технологии микроэлектроники, также появились микропроцессоры с функциями ШИМ. Следовательно, технология инвертора для синусоидальной мощности повзрослела.
1. Инверторы с квадратной волной в настоящее время используют интегрированные цепи модуляции ширины импульса, такие как SG 3 525, TL 494 и так далее. Практика доказала, что использование интегрированных цепей SG3525 и использование питания в качестве компонентов переключения мощности может достичь относительно высокой производительности и ценовых инверторов. Поскольку SG3525 обладает возможностью непосредственного управления мощными мощными возможностями и обладает внутренним эталонным источником и рабочим усилителем и функцией защиты занижений, поэтому его периферическая схема очень проста.
2. Интегрированная цепь управления инвертором с синусоидальной схемой, схема управления инвертором с синусоидальным выходным выходом может контролироваться микропроцессором, такой как 80 C 196 MC, произведенный Intel Corporation, и производится компанией Motorola. MP 16 и Pi C 16 C 73, произведенные компанией Mi-CRO Chip и т. Д. В течение мертвого времени используйте 80 C 196 MC компании Intel, чтобы реализовать выходную схему синусоидальной волны, 80 C 196 MC, чтобы завершить генерацию синусоидальной волны и обнаружить выходное напряжение переменного тока для достижения стабилизации напряжения.
Выбор силовых устройств в основной цепи инвертора
Выбор основных компонентов мощностиинверторочень важно. В настоящее время наиболее используемые компоненты мощности включают в себя Power Transistors Darlington Power (BJT), транзисторы эффекта электроэнергии (MOS-F ET), изолированные транзисторы затвора (IGB). T) и выключение тиристора (GTO) и т. Д., Наиболее используемыми устройствами в системах малой емкости являются MOS FET, потому что MOS FET имеет более низкое падение напряжения в штате, а более высокая частота переключения IG BT-это обычно Используется в системах высокой напряжения и большой емкости. Это связано с тем, что сопротивление в штате MOS FET увеличивается с увеличением напряжения, а IG BT находится в системах средней способности занимает большее преимущество, в то время как в системах сверх большой способности (выше 100 кВА) обычно используются GTOS как компоненты питания.
Время публикации: 21 октября 2021 г.
