Как использовать инверторы для автономных систем
Как выбрать инверторы для автономных систем
Для автономных фотоэлектрических систем производства электроэнергии эффективность инвертора напрямую влияет на эффективность всей системы. Поэтому технология управления инвертором в системах производства солнечной фотоэлектрической энергии имеет важное исследовательское значение. В конструкции инверторов обычно используются аналоговые методы управления. Однако в аналоговых системах управления имеется множество недостатков, таких как старение и температурный дрейф компонентов, чувствительность к электромагнитным помехам и использование большого количества компонентов. Типичная аналоговая система управления инвертором ШИМ использует метод естественной выборки для сравнения синусоидальной волны модуляции с треугольной несущей волной для управления импульсом запуска. Однако схема генерации треугольной волны уязвима к помехам из-за температуры, характеристик устройства и других факторов на высокой частоте (20 кГц), что приводит к смещению постоянного тока выходного напряжения, увеличению содержания гармоник, изменению мертвого времени и другим неблагоприятным эффектам. Развитие высокоскоростных цифровых сигнальных процессоров (ЦСП) сделало возможным цифровое управление инверторами в системах производства солнечной фотоэлектрической энергии. Поскольку большинство его инструкций могут быть выполнены в цикле инструкций, он может реализовать более сложные расширенные алгоритмы управления, еще больше улучшить динамические и стабильные характеристики выходного сигнала и упростить конструкцию всей системы, чтобы система имела хорошую согласованность. .
Инвертор — это силовая электронная схема, которая может преобразовывать постоянный ток от массива солнечных батарей в переменный ток для питания нагрузок переменного тока. Это ключевой компонент всей системы производства солнечной энергии. Автономный солнечный инвертор выполняет две основные функции: с одной стороны, он обеспечивает питание для завершения преобразования постоянного/переменного тока в нагрузку переменного тока, а с другой стороны, он находит лучшую рабочую точку для оптимизации эффективности солнечной фотоэлектрической системы. Для конкретного солнечного излучения, температуры и типов солнечных элементов солнечные фотоэлектрические системы имеют уникальное оптимальное напряжение и ток, что позволяет фотоэлектрической системе выработки электроэнергии излучать максимальную мощность. Таким образом, к инверторам в автономных системах производства солнечной фотоэлектрической энергии предлагаются следующие основные требования:
1) Инвертор должен иметь разумную структуру схемы, строгий выбор компонентов и различные функции защиты, такие как защита от изменения полярности входного постоянного тока, защита от короткого замыкания на выходе переменного тока, защита от перегрева, защита от перегрузки и т. д.
2) Он имеет широкий диапазон адаптации входного напряжения постоянного тока. Из-за изменения напряжения на клеммах массива солнечных элементов в зависимости от нагрузки и интенсивности солнечного света, хотя батарея оказывает ограничивающее действие на напряжение солнечного элемента, напряжение батареи колеблется с изменениями остаточной емкости и внутреннего сопротивления напряжение на клеммах может варьироваться от 10 В до 16 В, что требует от инвертора обеспечения нормальной работы в широком диапазоне входного напряжения постоянного тока. и убедитесь, что выходное напряжение переменного тока стабильно в пределах диапазона напряжения, требуемого нагрузкой.
3) Инвертор должен минимизировать промежуточные этапы преобразования электрической энергии для экономии затрат и повышения эффективности.
4) Инверторы должны иметь высокий КПД. Из-за текущей высокой цены на солнечные элементы для максимального использования солнечных элементов и повышения эффективности системы необходимо повысить эффективность инверторов.
5) Инверторы должны иметь высокую надежность. В настоящее время автономные системы производства солнечной фотоэлектрической энергии в основном используются в отдаленных районах, и многие автономные системы производства солнечной фотоэлектрической энергии являются беспилотными и обслуживаются. Это требует от инвертора высокой надежности.
6) Выходное напряжение инвертора имеет ту же частоту и амплитуду, что и напряжение бытовой сети, и подходит для общих электрических нагрузок.
7) В автономных солнечных фотоэлектрических системах производства электроэнергии средней и большой мощности выходной сигнал инвертора должен быть синусоидальным с низким уровнем искажений. Из-за использования источника питания прямоугольной формы в системах средней и большой мощности выходной сигнал будет содержать больше гармонических составляющих, а более высокие гармоники будут вызывать дополнительные потери. Многие автономные солнечные фотоэлектрические системы производства электроэнергии загружены коммуникационным или приборным оборудованием, к которому предъявляются высокие требования к качеству электроэнергии. Для инверторов в автономных системах производства солнечной фотоэлектрической энергии существует два требования к высококачественной форме выходного сигнала: во-первых, высокая точность в установившемся режиме, включая небольшие значения КНИ, а также отсутствие статических различий по фазе и амплитуде между основной составляющей и опорной. форма волны; Во-вторых, это хорошие динамические характеристики, что означает быструю адаптацию к внешним воздействиям и небольшим изменениям формы выходного сигнала.
