Принцип работы инвертора

Ядром инвертора является схема переключения инвертора., называется инверторной схемой. Схема через силовой электронный переключатель включения и выключения, для завершения функции инвертора.

Функции

1. Требуется высокая эффективность

Из-за высокой цены на солнечные батареи, для того, чтобы максимально использовать солнечные батареи, повысить эффективность системы, мы должны попытаться повысить эффективность инвертора.

2. Требуется высокая надежность

В настоящий момент, система фотоэлектрических электростанций в основном используется в отдаленных районах, и многие электростанции без присмотра и обслуживаются, что требует, чтобы инвертор имел разумную структуру схемы, строгий отбор компонентов, и требует, чтобы инвертор имел множество функций защиты, такие как: защита от обратной полярности входного постоянного тока, Защита от короткого замыкания на выходе переменного тока, перегрев, защита от перегрузки, и т.п..

3. входное напряжение должно иметь широкий диапазон адаптации

Поскольку напряжение на клеммах солнечного элемента изменяется в зависимости от нагрузки и интенсивности солнечного света.. Особенно, когда батарея стареет, его терминальное напряжение варьируется в широких пределах, например аккумулятор 12В, напряжение на его клеммах может варьироваться от 10 до 16 В., что требует, чтобы инвертор обеспечивал нормальную работу в более широком диапазоне входного напряжения постоянного тока.

Классификация фотоэлектрических инверторов

Существует множество способов классификации инверторов., такие как: по номеру фазы выходного переменного напряжения инвертора, его можно разделить на однофазный инвертор и трехфазный инвертор; В соответствии с различными типами полупроводниковых устройств, используемых инвертором, его можно разделить на транзисторный инвертор, тиристорный инвертор и отключающий тиристорный инвертор. В соответствии с различными принципами схемы инверторов, их также можно разделить на инверторы с самовозбуждающимися колебаниями., инверторы с суммированием ступенчатых волн и инверторы с широтно-импульсной модуляцией. В зависимости от применения в системе, подключенной к сети, или в автономной системе, можно разделить на инвертор, подключенный к сети, и инвертор, не подключенный к сети.. Для того, чтобы пользователям фотоэлектрических устройств было легко выбрать инвертор, инвертор классифицируется только по разным случаям применения.

1. Централизованный инвертор

Концентрация представляет собой несколько параллельных фотоэлектрических инверторных технологических групп, подключенных к одной и той же концентрации инверторного входа постоянного тока., использование трехфазного силового модуля IGB T общей мощности, использование полевого транзистора меньшей мощности, в то же время с помощью контроллера преобразования DSP для улучшения качества выходной мощности, что делает его очень близким к синусоидальному току, Обычно используется в крупных фотоэлектрических электростанциях. (& ГТ; 10кВт) система. Самой большой характеристикой является высокая мощность и низкая стоимость системы.. Однако, потому что выходное напряжение и ток различных фотогальванических батарей часто не полностью совпадают (особенно когда фотоэлектрические батареи частично заблокированы из-за облачности, тенистые деревья, пятна и другие причины), централизованный инверторный режим приведет к снижению эффективности инверторного процесса и снижению энергопотребления. В то же время, на надежность выработки электроэнергии всей фотоэлектрической системы влияет плохое рабочее состояние определенной группы фотоэлектрических элементов. Последним направлением исследований является использование управления модуляцией пространственного вектора и разработка новой топологии подключения инвертора для получения высокой эффективности при частичной нагрузке..

2. Инвертор групповой серии

Кластерный инвертор основан на модульной концепции, каждый фотоэлектрический кластер (1-5кВт) через инвертор, на конце постоянного тока имеет максимальное отслеживание пика мощности, на конце параллельной сетки переменного тока, стал самым популярным инвертором на международном рынке.

Многие крупные фотоэлектрические электростанции используют кластерные инверторы.. Преимущество в том, что на него не влияет разница модулей и тени между группами., и в то же время уменьшает несоответствие между лучшей рабочей точкой фотоэлектрических модулей и инвертора, тем самым увеличивая выработку электроэнергии. Эти технологические преимущества не только снижают стоимость системы, но и повысить надежность системы. В то же время, Концепция чего-либо “хозяин-раб” вводится между сериями, чтобы система не могла заставить работать один инвертор в одном ряду электрической энергии, несколько фотогальванических последовательностей, соединенных вместе, так что один или несколько из них работают, чтобы производить больше электроэнергии.

Новейшая концепция повышает надежность системы еще на один шаг, объединяя несколько инверторов в один блок. “команда” вместо “хозяин-раб” система. В настоящий момент, преобладают бестрансформаторные инверторы..

3. Микро инвертор

В традиционной фотоэлектрической системе, входная клемма постоянного тока каждого последовательного инвертора соединена последовательно примерно 10 ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ панели. Когда один из 10 панели в серии не работают хорошо, все они будут затронуты. Если многоканальный вход инвертора использует один и тот же MPPT, тогда все входы будут затронуты, значительно снижает эффективность выработки электроэнергии. В практических приложениях, облака, деревья, дымоходы, животные, пыль, Снег, лед и другие экранирующие факторы могут вызвать вышеуказанные факторы., ситуация очень распространенная. В фотоэлектрической системе микро инвертора, каждая панель подключается к микро инвертору отдельно. Когда одна из батарейных панелей не работает должным образом, пострадает только этот. Все остальные фотоэлектрические панели будут работать в оптимальных условиях эксплуатации., что приводит к более высокой общей эффективности и большей выработке электроэнергии. В практических приложениях, если сбой кластерного инвертора, приведет к тому, что несколько киловатт панелей не могут играть роли, в то время как отказ микро инвертора, вызванный относительно небольшим воздействием.

4. Оптимизатор мощности

Солнечная энергетическая система с оптимизатором мощности может значительно повысить эффективность преобразования и упростить функции инвертора для снижения затрат.. Для создания интеллектуальной системы производства солнечной энергии, установка оптимизатора мощности может обеспечить наилучшую производительность каждого солнечного элемента, и контролировать состояние истощения клеток в любое время. Оптимизатор мощности представляет собой устройство между системой выработки электроэнергии и инвертором.. Его основная задача - заменить исходную оптимальную мощность отслеживания мощности инвертора.. Оптимизатор мощности для упрощения схемы, который соответствует одному оптимизатору мощности солнечных батарей., по аналогии и очень быстро самое красивое сканирование с отслеживанием точки питания, и пусть каждая солнечная батарея действительно может отслеживать точки максимальной мощности, in addition, можно также через размещение, когда коммуникационный чип находится в любом месте, чтобы контролировать состояние батареи, Немедленное сообщение о проблеме соответствующему персоналу, как можно скорее ремонт.

Функция фотоэлектрического инвертора

Инвертор не только имеет функцию прямого преобразования переменного тока, но также имеет функцию максимизации производительности солнечных элементов и защиты от сбоев системы. Подводить итоги, он имеет автоматическую работу и функцию отключения, функция отслеживания максимальной мощности, функция анти-раздельной работы (для подключенной к сети системы), функция автоматической регулировки напряжения (для подключенной к сети системы), Функция обнаружения постоянного тока (для подключенной к сети системы), Функция обнаружения заземления постоянного тока (для подключенной к сети системы). Здесь кратко представлены функции автоматического запуска и отключения, а также контроля максимальной мощности..

1. Автоматическая работа и функция отключения

После восхода солнца утром, интенсивность солнечного излучения постепенно увеличивается, и мощность солнечной батареи тоже увеличивается. Когда выходная мощность, необходимая инвертору, достигнута, инвертор автоматически начинает работать. После входа в операцию, инвертор всегда будет контролировать выход модуля солнечной батареи, пока выходная мощность модуля солнечной батареи больше, чем выходная мощность, необходимая инвертору, инвертор будет продолжать работать; До закрытия заката, инвертор может работать даже в дождливые дни. Когда выходная мощность модуля солнечной батареи становится меньше, а выходная мощность инвертора приближается к 0, инвертор перейдет в режим ожидания.

2. Функция контроля максимальной мощности

Выходная мощность модуля солнечной батареи зависит от интенсивности солнечного излучения и температуры самого модуля солнечной батареи. (температура чипа). Кроме того, напряжение модулей солнечных батарей уменьшается с увеличением тока, поэтому существует оптимальная рабочая точка для получения максимальной мощности. Интенсивность солнечного излучения меняется, так это оптимальная рабочая точка. Относительно этих изменений, рабочая точка модуля солнечной батареи всегда находится в точке максимальной мощности, и система всегда получает максимальную выходную мощность от модуля солнечной батареи. Этот элемент управления представляет собой элемент управления отслеживанием максимальной мощности.. Наиболее важной особенностью инвертора системы солнечной энергии является отслеживание точки максимальной мощности. (MPPT) эта функция.

Основные технические показатели фотоэлектрического инвертора

1. Стабильность выходного напряжения

В фотоэлектрической системе, энергия, вырабатываемая солнечными батареями, хранится в аккумуляторе, а затем преобразуется инвертором в переменный ток 220 В или 380 В.. Однако, на аккумулятор влияет собственная зарядка и разрядка, и его выходное напряжение варьируется в широких пределах. Например, штатная батарея 12В, значение его напряжения может варьироваться от 10.8 V to 14.4V (вне этого диапазона, батарея может быть повреждена). Для квалифицированного инвертора, при изменении входного напряжения в этом диапазоне, установившееся выходное напряжение не должно изменяться более чем на ± 5% номинальной стоимости, и когда нагрузка резко меняется, отклонение выходного напряжения не должно превышать ± 10% номинальной стоимости.

2. Искажение формы выходного напряжения

Максимально допустимое искажение формы сигнала (или гармоническое содержание) должно быть указано для синусоидальных инверторов. Обычно выражается как общее искажение формы выходного напряжения., и его значение не должно превышать 5% (l0% для однофазного выхода). Поскольку гармонический ток высокого порядка на выходе инвертора будет создавать дополнительные потери, такие как вихревые токи на индуктивной нагрузке., если искажение формы сигнала инвертора слишком велико, это приведет к серьезному нагреву компонентов нагрузки, что не способствует безопасности электрооборудования и серьезно влияет на эффективность работы системы.

3. Номинальная выходная частота

Например, содержать двигательную нагрузку, такие как стиральные машины, холодильники, и т.п., благодаря наилучшей рабочей частоте 50 Гц двигатель, слишком высокая или слишком низкая частота приведет к нагреву оборудования., снизить КПД и срок службы системы, поэтому выходная частота инвертора должна быть относительно стабильной., обычно для частоты сети 50 Гц, при нормальных условиях работы отклонение должно быть в пределах плюс-минус l %.

4. Коэффициент мощности нагрузки

Представляет мощность инвертора с индуктивной или емкостной нагрузкой. Коэффициент мощности нагрузки синусоидального инвертора равен 0.7 ~ 0.9 с рейтингом 0.9. При определенной мощности нагрузки, если коэффициент мощности инвертора низкий, мощность требуемого инвертора увеличится, с одной стороны, стоимость увеличится, а полная мощность контура переменного тока системы ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ увеличивается, петлевой ток увеличивается, потери обязательно возрастут, и эффективность системы тоже снизится.

5. Эффективность инвертора

КПД инвертора относится к отношению его выходной мощности к его входной мощности при определенных условиях работы., выраженный в процентах. В общем, номинальная эффективность фотогальванического инвертора относится к нагрузке чистого сопротивления, эффективность под 80% нагрузка. Поскольку общая стоимость фотоэлектрической системы высока, эффективность фотоэлектрического инвертора должна быть максимальной, чтобы снизить стоимость системы и улучшить рентабельность фотоэлектрической системы.. В настоящий момент, номинальная эффективность основных инверторов находится между 80% а также 95%, а КПД маломощных инверторов требуется не менее 85%. В фактическом процессе проектирования фотоэлектрической системы, следует выбирать не только высокоэффективный инвертор, но также должна быть принята разумная конфигурация системы, чтобы нагрузка фотоэлектрической системы работала вблизи оптимальной точки эффективности..

6. Номинальный выходной ток (или номинальная выходная мощность)

Представляет номинальный выходной ток инвертора в указанном диапазоне коэффициента мощности нагрузки.. Некоторые инверторы имеют номинальную выходную мощность., выражается в ВА или кВА. Номинальная мощность инвертора является произведением номинального выходного тока при коэффициенте мощности на выходе. 1 (то есть. чисто резистивная нагрузка).

7. Защитные меры

Хорошая производительность инвертора, но также должны иметь полную функцию защиты или меры, чтобы справиться с фактическим использованием различных ненормальных условий, чтобы сам инвертор и другие части системы от повреждений.

(1) Вход под напряжением застрахован

Когда входное напряжение ниже 85% номинального напряжения, инвертор должен быть защищен и показан.

(2) Защита от перенапряжения на входе

Когда входное напряжение выше 130% номинального напряжения, инвертор должен быть защищен и показан.

(3) Защита от сверхтока

Защита инвертора от перегрузки по току, должен быть в состоянии обеспечить, чтобы короткое замыкание нагрузки или ток превышали допустимое значение при своевременном действии, чтобы он не был поврежден импульсным током. Когда рабочий ток превышает 150% рейтинга, инвертор должен иметь возможность автоматически защищать.

(4) Выход застрахован от короткого замыкания

Время срабатывания защиты от короткого замыкания инвертора не должно превышать 0,5 с..

(5) Защита от обратного подключения входа

Когда ввод правильный, отрицательный полюс подключен, инвертор должен иметь защитную функцию и дисплей.

(6) Молниезащита

Инвертор должен быть защищен от молнии.

(7) Защита от перегрева, и т. д..

Кроме того, инвертор без мер по стабилизации напряжения, инвертор также должен выводить меры защиты от перенапряжения, для того, чтобы сделать нагрузку от повреждения перенапряжения.

8. Пусковая характеристика

Характеризует способность инвертора запускаться с нагрузкой и производительность динамической работы.. Инвертор должен гарантированно надежно запускаться при номинальной нагрузке..

9. Шум

Трансформеры, индукторы фильтра, электромагнитные переключатели и вентиляторы в силовом электронном оборудовании производят шум. Когда инвертор работает нормально, его шум не должен превышать 80 дБ, а шум небольшого инвертора не должен превышать 65 дБ.

Техника отбора

Выбор инвертора, в первую очередь учитывать достаточную номинальную мощность, для того, чтобы удовлетворить максимальную нагрузку оборудования по требованиям к электрической мощности. Для инвертора с одним устройством в качестве нагрузки, выбор номинальной емкости относительно прост.

Когда электрооборудование представляет собой чисто резистивную нагрузку или коэффициент мощности превышает 0.9, номинальная мощность преобразователя 1.1 к 1.15 время работы электрооборудования. В то же время, инвертор также должен обладать устойчивостью к емкостным и индуктивным воздействиям нагрузки.

Для общей индуктивной нагрузки, например мотор, холодильник, кондиционер, стиральная машина, водяной насос большой мощности, и т.п., при запуске, его мгновенная мощность может быть 5 ~ 6 раз его номинальной мощности, на данный момент, инвертор выдержит большой мгновенный скачок. Для такой системы, номинальная мощность инвертора должна иметь допуск, достаточный для обеспечения надежного пуска нагрузки.. Высокопроизводительный инвертор может непрерывно запускаться много раз при полной нагрузке без повреждения силового устройства.. Для собственной безопасности, небольшие инверторы иногда должны использовать плавный пуск или пуск с ограничением тока..

Меры предосторожности при установке и техническое обслуживание

1. Перед установкой, инвертор следует проверить на наличие повреждений в процессе транспортировки.

2, в выборе места установки, следует убедиться, что нет помех от другого силового электронного оборудования, находящегося поблизости..

3. Перед электрическим подключением, обязательно используйте непрозрачный материал, чтобы закрыть фотогальваническую панель или отключить автоматический выключатель на стороне постоянного тока. Воздействие солнечного света, фотоэлектрический массив будет генерировать опасные напряжения.

4. Все операции по установке должны выполняться только профессиональными техниками.

5, фотогальваническая система производства электроэнергии, используемая в кабеле, должна быть надежно подключена, хорошая изоляция и соответствующие характеристики.

Тенденция развития

Для солнечных инверторов, повысить эффективность преобразования энергии - вечная тема, но когда эффективность системы все выше и выше, почти близко к 100%, будет способствовать дальнейшему повышению эффективности наряду с более низкой ценой, поэтому, как сохранить высокую эффективность, и может поддерживать хорошую ценовую конкурентоспособность - актуальная важная тема.

По сравнению с усилиями по повышению эффективности инвертора, как повысить эффективность всей инверторной системы постепенно становится еще одной важной темой солнечной энергетической системы.. В солнечной батарее, когда появляется локальная область 2~3% тени, для использования функции MPPT инвертора, плохая выходная мощность системы в это время даже появится около 20% падение мощности! Чтобы лучше адаптироваться к такой ситуации для одного или части солнечного модуля, использование индивидуальной функции MPPT или множественной функции управления MPPT является очень эффективным методом..

Поскольку инверторная система подключена к сети, утечка системы на землю вызовет серьезные проблемы с безопасностью. Кроме того, повысить эффективность системы, Солнечные батареи в основном используются последовательно с высоким выходным напряжением постоянного тока.. Следовательно, из-за возникновения нештатных ситуаций между электродами, легко произвести дугу постоянного тока. Из-за высокого постоянного напряжения, очень сложно погасить дугу, и очень легко вызвать пожар. С широким использованием солнечной инверторной системы, системная безопасность станет важной частью инверторной технологии.

Кроме того, Энергетическая система охватывает быстрое развитие и популяризацию технологии интеллектуальных сетей.. Большое количество солнечных и других новых энергосистем подключено к сети., что создает новые технические проблемы для стабильности интеллектуальной энергосистемы.. Разработать инверторную систему, которая может быть быстрее, точная и разумная совместимость с интеллектуальной сетью станет необходимым условием для солнечной инверторной системы в будущем..

В общем, развитие инверторной технологии развивается вместе с развитием технологии силовой электроники, технологии микроэлектроники и современная теория управления. Со временем, инверторная технология развивается в направлении более высокой частоты, большая сила, более высокая эффективность и меньший объем.