Ֆոտովոլտային ինվերտորի աշխատանքի սկզբունքը և բնութագրերը

Ինվերտորի աշխատանքի սկզբունքը.

Ինվերտորային սարքի միջուկը ինվերտորային անջատիչի միացումն է, որը կարճ անվանում են ինվերտորային միացում:Շղթան ավարտում է ինվերտորի գործառույթը՝ միացնելով և անջատելով հոսանքի էլեկտրոնային անջատիչը:

Հատկություններ:

(1) Պահանջվում է բարձր արդյունավետություն:

Ներկայում արևային մարտկոցների բարձր գնի պատճառով արևային մարտկոցների օգտագործումը առավելագույնի հասցնելու և համակարգի արդյունավետությունը բարելավելու համար մենք պետք է փորձենք բարելավել ինվերտերի արդյունավետությունը:

(2) Պահանջվում է բարձր հուսալիություն:

Ներկայումս ֆոտոգալվանային էլեկտրակայանների համակարգը հիմնականում օգտագործվում է հեռավոր վայրերում, և շատ էլեկտրակայաններ անվերահսկելի և սպասարկված են, ինչը պահանջում է, որ ինվերտերն ունենա ողջամիտ շղթայի կառուցվածք, խիստ բաղադրիչների ընտրություն և պահանջում է, որ ինվերտորը ունենա տարբեր պաշտպանական գործառույթներ, ինչպիսիք են. ինչպես՝ մուտքային DC բևեռականության հակադարձ պաշտպանություն, AC ելքի կարճ միացումից պաշտպանություն, գերտաքացումից, գերբեռնվածությունից պաշտպանություն և այլն:

(3) Մուտքային լարումը պահանջվում է հարմարվողականության ավելի լայն շրջանակ ունենալու համար:

Քանի որ արևային մարտկոցի տերմինալային լարումը տարբերվում է բեռից և արևի լույսի ինտենսիվությունից:Հատկապես, երբ մարտկոցը ծերանում է, դրա տերմինալային լարումը շատ տարբեր է:Օրինակ, 12 Վ մարտկոցի համար դրա տերմինալային լարումը կարող է տատանվել 10 Վ-ի և 16 Վ-ի միջև, ինչը պահանջում է, որ ինվերտորը նորմալ աշխատի մեծ DC մուտքային լարման միջակայքում:

Ֆոտովոլտային ինվերտորների դասակարգում:

Ինվերտորների դասակարգման բազմաթիվ եղանակներ կան:Օրինակ, ըստ ինվերտորի կողմից AC լարման ելքի փուլերի քանակի, այն կարելի է բաժանել միաֆազ ինվերտորների և եռաֆազ ինվերտորների.Բաժանվում է տրանզիստորային ինվերտորների, թրիստորային ինվերտորների և անջատող թրիստորային ինվերտորների:Ըստ ինվերտորային սխեմայի սկզբունքի՝ այն կարելի է բաժանել նաև ինքնագրգռված տատանումների ինվերտորի, աստիճանական ալիքի սուպերպոզիցիոն ինվերտորի և զարկերակային լայնության մոդուլյացիայի ինվերտորի։Համաձայն ցանցին միացված համակարգում կամ ցանցից դուրս համակարգում կիրառման, այն կարելի է բաժանել ցանցին միացված ինվերտորի և ցանցից դուրս ինվերտորի:Օպտոէլեկտրոնային օգտագործողներին հեշտացնելու համար ինվերտորներ ընտրելը, այստեղ միայն ինվերտորները դասակարգվում են ըստ տարբեր կիրառելի դեպքերի:

1. Կենտրոնացված ինվերտոր

Կենտրոնացված ինվերտորային տեխնոլոգիան այն է, որ մի քանի զուգահեռ ֆոտոգալվանային լարեր միացված են նույն կենտրոնացված ինվերտորի DC մուտքին:Ընդհանուր առմամբ, եռաֆազ IGBT մոդուլները օգտագործվում են բարձր հզորության համար, իսկ դաշտային էֆեկտի տրանզիստորները՝ ցածր էներգիայի համար:DSP-ն փոխակերպում է կարգավորիչը՝ գեներացված էներգիայի որակը բարելավելու համար՝ այն շատ մոտեցնելով սինուսային ալիքի հոսանքին, որը սովորաբար օգտագործվում է խոշոր ֆոտոգալվանային էլեկտրակայանների համակարգերում (>10 կՎտ):Ամենամեծ առանձնահատկությունն այն է, որ համակարգի հզորությունը բարձր է, իսկ արժեքը՝ ցածր, բայց քանի որ տարբեր ՖՎ լարերի ելքային լարումն ու հոսանքը հաճախ ամբողջությամբ չեն համընկնում (հատկապես երբ ՖՎ լարերը մասամբ արգելափակված են ամպամածության, ստվերի, բծերի պատճառով։ և այլն), ընդունված է կենտրոնացված ինվերտորը։Ճանապարհի փոփոխությունը կբերի ինվերտորային գործընթացի արդյունավետության նվազմանը և էլեկտրաէներգիա օգտագործողների էներգիայի նվազմանը։Միևնույն ժամանակ, ամբողջ ֆոտոգալվանային համակարգի էներգիայի արտադրության հուսալիության վրա ազդում է ֆոտոգալվանային միավորների խմբի վատ աշխատանքային վիճակը:Հետազոտության վերջին ուղղությունը տիեզերական վեկտորային մոդուլյացիայի կառավարման կիրառումն է և ինվերտորների նոր տոպոլոգիական կապի մշակումը մասնակի բեռի պայմաններում բարձր արդյունավետություն ստանալու համար:

2. Լարային ինվերտոր

Լարային ինվերտորը հիմնված է մոդուլային հայեցակարգի վրա:Յուրաքանչյուր ՖՎ լար (1-5 կվտ) անցնում է ինվերտորի միջով, ունի մաքսիմալ հզորության գագաթնակետային հետևում DC-ի կողմից և զուգահեռաբար միացված է AC կողմից:Շուկայում ամենահայտնի ինվերտորը:

Շատ խոշոր ֆոտովոլտային էլեկտրակայաններ օգտագործում են լարային ինվերտորներ:Առավելությունն այն է, որ դրա վրա չեն ազդում մոդուլների տարբերությունները և լարերի միջև ստվերումը, և միևնույն ժամանակ նվազեցնում է ֆոտովոլտային մոդուլների և ինվերտորի օպտիմալ գործառնական կետի անհամապատասխանությունը՝ դրանով իսկ մեծացնելով էներգիայի արտադրությունը:Այս տեխնիկական առավելությունները ոչ միայն նվազեցնում են համակարգի արժեքը, այլև մեծացնում են համակարգի հուսալիությունը:Միևնույն ժամանակ, լարերի միջև ներդրվում է «վարպետ-ստրուկ» հասկացությունը, որպեսզի համակարգը կարողանա միացնել ֆոտոգալվանային լարերի մի քանի խմբեր և թույլ տալ, որ դրանցից մեկը կամ մի քանիսը աշխատեն այն պայմանով, որ էներգիայի մեկ շարանը չի կարող ստեղծել: մեկ ինվերտորի աշխատանք:, դրանով իսկ արտադրելով ավելի շատ էլեկտրաէներգիա։

Վերջին հայեցակարգն այն է, որ մի քանի ինվերտորներ միմյանց հետ «թիմ» են կազմում «վարպետ-ստրուկ» հայեցակարգի փոխարեն, ինչը համակարգի հուսալիությունը դարձնում է մեկ քայլ առաջ:Ներկայումս գերակշռում են առանց տրանսֆորմատորային լարային ինվերտորները։

3. Միկրո ինվերտոր

Ավանդական ՖՎ համակարգում յուրաքանչյուր լարային ինվերտորի DC մուտքի վերջը միացված է մոտ 10 ֆոտոգալվանային վահանակներով:Երբ 10 վահանակները միացված են հաջորդաբար, եթե մեկը լավ չի աշխատում, այս տողը կազդի:Եթե ​​նույն MPPT-ն օգտագործվի ինվերտորի մի քանի մուտքերի համար, ապա բոլոր մուտքերը նույնպես կազդեն՝ զգալիորեն նվազեցնելով էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը:Գործնական կիրառություններում խցանման տարբեր գործոններ, ինչպիսիք են ամպերը, ծառերը, ծխնելույզները, կենդանիները, փոշին, սառույցը և ձյունը կառաջացնեն վերը նշված գործոնները, և իրավիճակը շատ տարածված է:Միկրոինվերտորի ՖՎ համակարգում յուրաքանչյուր վահանակ միացված է միկրոինվերտորին։Երբ վահանակներից մեկը լավ չի աշխատում, միայն այս վահանակը կազդի:Բոլոր մյուս ՖՎ վահանակները կաշխատեն օպտիմալ կերպով՝ ընդհանուր համակարգը դարձնելով ավելի արդյունավետ և ավելի շատ էներգիա արտադրելով:Գործնական կիրառություններում, եթե լարային ինվերտորը խափանվի, դա կհանգեցնի մի քանի կիլովատ արևային մարտկոցների աշխատանքի ձախողմանը, մինչդեռ միկրոինվերտորի խափանման ազդեցությունը բավականին փոքր է:

4. Power optimizer

Արևային էներգիայի արտադրության համակարգում էներգիայի օպտիմիզատորի տեղադրումը կարող է զգալիորեն բարելավել փոխակերպման արդյունավետությունը և պարզեցնել ինվերտորի գործառույթները՝ ծախսերը նվազեցնելու համար:Արևային էներգիայի արտադրության խելացի համակարգ իրականացնելու համար սարքի էներգիայի օպտիմիզատորը իսկապես կարող է ստիպել յուրաքանչյուր արևային մարտկոցի կատարել իր լավագույն կատարումը և ցանկացած պահի վերահսկել մարտկոցի սպառման կարգավիճակը:Էլեկտրաէներգիայի օպտիմիզատորը սարք է էներգիայի արտադրության համակարգի և ինվերտորի միջև, և դրա հիմնական խնդիրն է փոխարինել ինվերտորի սկզբնական օպտիմալ ուժային կետի հետևման գործառույթը:Էլեկտրաէներգիայի օպտիմիզատորը անալոգիայի միջոցով կատարում է ծայրահեղ արագ օպտիմալ հզորության կետի սկանավորում՝ պարզեցնելով միացումը, և մեկ արևային մարտկոցը համապատասխանում է էներգիայի օպտիմիզատորին, այնպես որ յուրաքանչյուր արևային մարտկոց կարող է իսկապես հասնել էներգիայի կետի օպտիմալ հետևման: Բացի այդ, մարտկոցի կարգավիճակը կարող է լինել: վերահսկվում է ցանկացած ժամանակ և ցանկացած վայրում՝ տեղադրելով կապի չիպ, և խնդրի մասին կարելի է անմիջապես զեկուցել, որպեսզի համապատասխան անձնակազմը կարողանա հնարավորինս շուտ վերանորոգել այն:

Ֆոտովոլտային ինվերտորի գործառույթը

Inverter-ը ոչ միայն ունի DC-AC փոխակերպման գործառույթ, այլև ունի արևային մարտկոցի արդյունավետությունը առավելագույնի հասցնելու և համակարգի սխալներից պաշտպանելու գործառույթ:Ամփոփելով, կան ավտոմատ շահագործման և անջատման գործառույթներ, առավելագույն հզորության հետևման կառավարման գործառույթ, հակաանկախ շահագործման գործառույթ (ցանցին միացված համակարգի համար), լարման ավտոմատ ճշգրտման գործառույթ (ցանցին միացված համակարգի համար), DC հայտնաբերման գործառույթ (ցանցին- համար): միացված համակարգ), DC հիմնավորման հայտնաբերման գործառույթ (ցանցին միացված համակարգերի համար):Ահա հակիրճ ներածություն ավտոմատ շահագործման և անջատման գործառույթների և առավելագույն հզորության հետևման կառավարման գործառույթի վերաբերյալ:

(1) Ավտոմատ շահագործում և դադարեցման գործառույթ

Առավոտյան արևածագից հետո արևի ճառագայթման ինտենսիվությունը աստիճանաբար մեծանում է, և արևային մարտկոցի ելքը նույնպես մեծանում է։Երբ ինվերտորի կողմից պահանջվող ելքային հզորությունը հասնում է, ինվերտորը սկսում է ինքնաբերաբար աշխատել:Գործարկման մեջ մտնելուց հետո ինվերտորը մշտապես կվերահսկի արևային մարտկոցի մոդուլի ելքը:Քանի դեռ արևային մարտկոցի մոդուլի ելքային հզորությունը ավելի մեծ է, քան ինվերտորի աշխատանքի համար պահանջվող ելքային հզորությունը, ինվերտորը կշարունակի աշխատել;այն կդադարի մայրամուտին, նույնիսկ եթե ամպամած է և անձրևոտ:Inverter-ը նույնպես կարող է աշխատել:Երբ արևային մարտկոցի մոդուլի ելքը փոքրանում է, և ինվերտորի ելքը մոտ է 0-ին, ինվերտորը կձևավորի սպասման վիճակ:

(2) Առավելագույն հզորության հետագծման կառավարման գործառույթ

Արեգակնային մարտկոցի մոդուլի ելքը տատանվում է՝ կախված արևային ճառագայթման ինտենսիվությունից և հենց արևային մարտկոցի մոդուլի ջերմաստիճանից (չիպի ջերմաստիճանը):Բացի այդ, քանի որ արևային մարտկոցի մոդուլն ունի այն հատկանիշը, որ լարումը նվազում է հոսանքի ավելացման հետ, կա օպտիմալ աշխատանքային կետ, որտեղ կարելի է ստանալ առավելագույն հզորություն:Արեգակնային ճառագայթման ինտենսիվությունը փոխվում է, և ակնհայտորեն փոխվում է նաև օպտիմալ աշխատանքային կետը։Այս փոփոխությունների համեմատ արևային մարտկոցի մոդուլի գործառնական կետը միշտ գտնվում է առավելագույն հզորության կետում, և համակարգը միշտ ստանում է արևային մարտկոցի մոդուլի առավելագույն թողունակությունը:Այս հսկողությունը առավելագույն հզորության հետագծման հսկողությունն է:Արևային էներգիայի համակարգերի ինվերտորների ամենամեծ առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք ներառում են առավելագույն հզորության կետի հետևման գործառույթը (MPPT):