У цяперашні час кітайская фотаэлектрычная сістэма вытворчасці электраэнергіі - гэта ў асноўным сістэма пастаяннага току, якая зараджае электрычную энергію, выпрацаваную сонечнай батарэяй, а батарэя непасрэдна забяспечвае энергію нагрузцы. Напрыклад, сістэма хатняга асвятлення на сонечных батарэях на паўночным захадзе Кітая і сістэма электразабеспячэння мікрахвалевай станцыі ўдалечыні ад электрасеткі - гэта сістэмы пастаяннага току. Гэты тып сістэмы мае простую структуру і невысокі кошт. Аднак з-за розных нагрузак пастаяннага току (напрыклад, 12 В, 24 В, 48 В і г.д.) цяжка дасягнуць стандартызацыі і сумяшчальнасці сістэмы, асабліва для грамадзянскай электраэнергіі, паколькі большасць нагрузак пераменнага току выкарыстоўваюцца разам з сеткай пастаяннага току . Фотаэлектрычным блокам электраэнергіі складана выйсці на рынак у якасці тавару. Акрамя таго, фотаэлектрычная вытворчасць электраэнергіі ў канчатковым выніку дасягне падключанай да сеткі працы, якая павінна прыняць мадэль сталага рынку. У будучыні фотаэлектрычныя сістэмы выпрацоўкі электраэнергіі пераменнага току стануць асноўным напрамкам фотаэлектрычнай вытворчасці энергіі.
Патрабаванні фотаэлектрычнай сістэмы выпрацоўкі электраэнергіі да інвертарнага электрасілкавання
Фотаэлектрычная сістэма выпрацоўкі электраэнергіі, якая выкарыстоўвае выходную магутнасць пераменнага току, складаецца з чатырох частак: фотаэлектрычнай батарэі, кантролера зарада і разраду, акумулятара і інвертара (падключаная да сеткі сістэма выпрацоўкі электраэнергіі звычайна можа эканоміць акумулятар), і інвертар з'яўляецца ключавым кампанентам. Фотаэлектрыка мае больш высокія патрабаванні да інвертараў:
1. Патрабуецца высокая эфектыўнасць. З-за высокай цаны сонечных батарэй у цяперашні час, каб максімальна выкарыстоўваць сонечныя батарэі і павысіць эфектыўнасць сістэмы, неабходна паспрабаваць палепшыць эфектыўнасць інвертара.
2. Патрабуецца высокая надзейнасць. У цяперашні час фотаэлектрычныя сістэмы вытворчасці электраэнергіі ў асноўным выкарыстоўваюцца ў аддаленых раёнах, і многія электрастанцыі знаходзяцца без нагляду і абслугоўваюцца. Гэта патрабуе, каб інвертар меў разумную структуру схемы, строгі выбар кампанентаў і патрабаваў, каб інвертар меў розныя функцыі абароны, такія як абарона ад палярнасці ўваходнага пастаяннага току, абарона ад кароткага замыкання на выхадзе пераменнага току, абарона ад перагрэву, абарона ад перагрузкі і г.д.
3. Уваходнае напружанне пастаяннага току павінна мець шырокі дыяпазон адаптацыі. Паколькі напружанне на клемах акумулятара змяняецца ў залежнасці ад нагрузкі і інтэнсіўнасці сонечнага святла, хаця акумулятар аказвае важны ўплыў на напружанне акумулятара, напружанне акумулятара вагаецца са зменай астатняй ёмістасці і ўнутранага супраціву акумулятара. Асабліва калі акумулятар старэе, яго напружанне на клемах моцна адрозніваецца. Напрыклад, напружанне на клемах акумулятара 12 В можа вар'іравацца ад 10 В да 16 В. Гэта патрабуе, каб інвертар працаваў пры большым пастаянным току. Забяспечце нармальную працу ў дыяпазоне ўваходнага напружання і стабільнасць выхаднога напружання пераменнага току.
4. У фотаэлектрычных сістэмах вытворчасці электраэнергіі сярэдняй і вялікай магутнасці выхад інвертарнага блока харчавання павінен быць сінусоідай з меншымі скажэннямі. Гэта адбываецца таму, што ў сістэмах сярэдняй і вялікай магутнасці, калі выкарыстоўваецца магутнасць квадратнай хвалі, выхад будзе ўтрымліваць больш гарманічных кампанентаў, а больш высокія гармонікі будуць ствараць дадатковыя страты. Многія фотаэлектрычныя сістэмы вытворчасці электраэнергіі загружаюцца камунікацыйным або кантрольна-вымяральным абсталяваннем. Да абсталявання прад'яўляюцца павышаныя патрабаванні да якасці электрасеткі. Калі фотаэлектрычныя сістэмы вытворчасці электраэнергіі сярэдняй і вялікай магутнасці падключаны да сеткі, каб пазбегнуць забруджвання электраэнергіі з грамадскай сеткі, інвертар таксама павінен выдаваць сінусоідны ток.
Інвертар пераўтворыць пастаянны ток у пераменны. Калі напружанне пастаяннага току нізкае, яго ўзмацняюць трансфарматарам пераменнага току, каб атрымаць стандартнае напружанне і частату пераменнага току. Для інвертараў вялікай магутнасці з-за высокага напружання на шыне пастаяннага току выхад пераменнага току звычайна не патрабуе трансфарматара для павышэння напружання да 220 В. У інвертарах сярэдняй і малой магутнасці напружанне пастаяннага току адносна нізкае, напрыклад 12 В. Для 24 В неабходна распрацаваць ланцуг павышэння. Інвертары сярэдняй і малой магутнасці звычайна ўключаюць двухтактныя інвертарныя схемы, поўнамаставыя інвертарныя схемы і высокачашчынныя павышаючыя інвертарныя схемы. Двухтактныя ланцугі злучаюць нейтральную вілку павышаючага трансфарматара з станоўчым крыніцай харчавання і дзве сілавыя трубкі. Пачарговая праца, выходная магутнасць пераменнага току, таму што сілавыя транзістары падключаны да агульнай зямлі, схемы прывада і кіравання простыя, і таму што трансфарматар мае пэўную індуктыўнасць уцечкі, ён можа абмежаваць ток кароткага замыкання, тым самым павышаючы надзейнасць ланцуга. Недахопам з'яўляецца нізкае выкарыстанне трансфарматара і слабая здольнасць кіраваць індуктыўнымі нагрузкамі.
Схема поўнамаставога інвертара ліквідуе недахопы двухтактнай схемы. Сілавы транзістар рэгулюе шырыню выхаднога імпульсу, і адпаведна змяняецца эфектыўнае значэнне выхаднога напружання пераменнага току. Паколькі ў ланцугу ёсць контур вольнага ходу, нават для індуктыўных нагрузак форма выхаднога напружання не будзе скажацца. Недахопам гэтай схемы з'яўляецца тое, што сілавыя транзістары верхняга і ніжняга плечаў не падзяляюць зямлю, таму неабходна выкарыстоўваць спецыяльную схему прывада або ізаляваны крыніца харчавання. Акрамя таго, каб прадухіліць агульную праводнасць верхняга і ніжняга рычагоў моста, схема павінна быць спраектавана так, каб яна адключалася і потым уключалася, гэта значыць павінен быць усталяваны мёртвы час, а структура схемы больш складаная.
Выхад двухтактнай схемы і поўнай маставой схемы павінен дадаць павышаючы трансфарматар. Паколькі павышаючы трансфарматар мае вялікія памеры, нізкую эфектыўнасць і даражэйшы, з развіццём тэхналогій сілавы электронікі і мікраэлектронікі тэхналогія высокачашчыннага павышаючага пераўтварэння выкарыстоўваецца для дасягнення зваротнага ходу. Гэта можа рэалізаваць інвертар высокай шчыльнасці магутнасці. Схема павышэння пярэдняга каскаду гэтай схемы інвертара мае двухтактную структуру, але рабочая частата вышэй за 20 кГц. Павышальны трансфарматар выкарыстоўвае высокачашчынны магнітны стрыжань, таму ён невялікі па памеры і лёгкі па вазе. Пасля высокачашчыннай інверсіі ён пераўтворыцца ў высокачашчынны пераменны ток праз высокачашчынны трансфарматар, а затым высакавольтны пастаянны ток (як правіла, вышэй за 300 В) атрымліваецца праз высокачашчынны фільтр выпрамніцкага ланцуга, а затым інвертуецца праз схема інвертара частоты харчавання.
Дзякуючы такой структуры схемы магутнасць інвертара значна павышаецца, страты халастога ходу інвертара адпаведна зніжаюцца і эфектыўнасць павышаецца. Недахопам схемы з'яўляецца тое, што схема складаная і надзейнасць ніжэй, чым дзве вышэйзгаданыя схемы.
Схема кіравання схемай інвертар
Усе асноўныя схемы вышэйзгаданых інвертараў павінны быць рэалізаваны схемай кіравання. Як правіла, існуе два метаду кіравання: квадратная хваля і станоўчая і слабая хваля. Схема інвертарнага блока сілкавання з выхадам квадратнай хвалі простая, нізкая па кошце, але нізкая эфектыўнасць і вялікая колькасць гарманічных кампанентаў. . Выхад сінусоіднай хвалі - гэта тэндэнцыя развіцця інвертараў. З развіццём тэхналогіі мікраэлектронікі з'явіліся і мікрапрацэсары з функцыямі ШІМ. Такім чынам, інвертарная тэхналогія для выхаду сінусоіднай хвалі саспела.
1. Інвертары з выхадам квадратнай хвалі ў цяперашні час у асноўным выкарыстоўваюць інтэгральныя схемы шыротна-імпульснай мадуляцыі, такія як SG 3 525, TL 494 і гэтак далей. Практыка даказала, што выкарыстанне інтэгральных схем SG3525 і сілавых палявых транзістораў у якасці камутацыйных сілавых кампанентаў дазваляе дасягнуць інвертараў адносна высокай прадукцыйнасці і кошту. Паколькі SG3525 мае магчымасць непасрэдна кіраваць сілавымі палявымі транзісторамі і мае ўнутраную крыніцу апорнага значэння і аперацыйны ўзмацняльнік і функцыю абароны ад паніжанага напружання, таму яго перыферыйная схема вельмі простая.
2. Інтэгральная схема кіравання інвертарам з выхадам сінусоіднай хвалі, схема кіравання інвертарам з выхадам сінусоіднай хвалі можа кіравацца мікрапрацэсарам, такім як 80 C 196 MC вытворчасці INTEL Corporation і кампаніі Motorola. MP 16 і PI C 16 C 73 вытворчасці MI-CRO CHIP Company і г.д. Гэтыя адначыпавыя кампутары маюць некалькі ШІМ-генератараў і могуць усталёўваць верхнія і верхнія рычагі маста. Падчас мёртвага часу выкарыстоўвайце 80 C 196 MC кампаніі INTEL для рэалізацыі выхаднога ланцуга сінусоіднай хвалі, 80 C 196 MC для завяршэння генерацыі сігналу сінусоіднай хвалі і вызначэння выхаднога напружання пераменнага току для дасягнення стабілізацыі напружання.
Выбар сілавых прылад у галоўнай ланцугу інвертара
Выбар асноўных сілавых кампанентаў стінвертарвельмі важна. У цяперашні час найбольш часта выкарыстоўваюцца сілавыя кампаненты ўключаюць сілавыя транзістары Дарлінгтана (BJT), сілавыя палявыя транзістары (MOS-F ET), транзістары з ізаляваным затворам (IGB). T) і тырыстар выключэння (GTO) і г.д., найбольш часта выкарыстоўваюцца прыладамі ў нізкавольтных сістэмах малой ёмістасці з'яўляюцца MOS FET, таму што MOS FET мае меншае падзенне напружання ў стане ўключэння і вышэй. Частата пераключэння IG BT звычайна роўная выкарыстоўваецца ў сістэмах высокага напружання і вялікай магутнасці. Гэта адбываецца таму, што супраціў у адкрытым стане MOS FET павялічваецца з павелічэннем напружання, і IG BT у сістэмах сярэдняй магутнасці мае большую перавагу, у той час як у сістэмах звышвялікай ёмістасці (звыш 100 кВА) звычайна выкарыстоўваюцца GTO. як сілавыя кампаненты.
Час публікацыі: 21 кастрычніка 2021 г
