Πώς να κάνετε μετατροπείς για συστήματα εκτός δικτύου
Πώς να επιλέξετε μετατροπείς για συστήματα εκτός δικτύου
Για τα φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας εκτός δικτύου, η απόδοση του μετατροπέα θα επηρεάσει άμεσα την απόδοση ολόκληρου του συστήματος. Ως εκ τούτου, η τεχνολογία ελέγχου του μετατροπέα στα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας έχει σημαντική ερευνητική σημασία. Στο σχεδιασμό των μετατροπέων, χρησιμοποιούνται συνήθως μέθοδοι αναλογικού ελέγχου. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά ελαττώματα στα αναλογικά συστήματα ελέγχου, όπως η γήρανση και η μετατόπιση της θερμοκρασίας των εξαρτημάτων, η ευαισθησία σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και η χρήση μεγάλου αριθμού εξαρτημάτων. Το τυπικό αναλογικό σύστημα ελέγχου μετατροπέα PWM χρησιμοποιεί φυσική μέθοδο δειγματοληψίας για να συγκρίνει το ημιτονοειδές κύμα διαμόρφωσης με το τριγωνικό κύμα φορέα για τον έλεγχο του παλμού ενεργοποίησης. Ωστόσο, το κύκλωμα παραγωγής τριγωνικών κυμάτων είναι ευάλωτο σε παρεμβολές από τη θερμοκρασία, τα χαρακτηριστικά της συσκευής και άλλους παράγοντες σε υψηλή συχνότητα (20 kHz), με αποτέλεσμα τη μετατόπιση DC στην τάση εξόδου, αυξημένο περιεχόμενο αρμονικών, αλλαγή χρόνου νεκρού και άλλες δυσμενείς επιπτώσεις. Η ανάπτυξη επεξεργαστών ψηφιακού σήματος υψηλής ταχύτητας (DSP) κατέστησε δυνατό τον ψηφιακό έλεγχο των μετατροπέων σε ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας. Επειδή οι περισσότερες από τις οδηγίες του μπορούν να ολοκληρωθούν σε έναν κύκλο εντολών, μπορεί να υλοποιήσει πιο σύνθετους προηγμένους αλγόριθμους ελέγχου, να βελτιώσει περαιτέρω τη δυναμική και σταθερή απόδοση της κυματομορφής εξόδου και να απλοποιήσει τη σχεδίαση ολόκληρου του συστήματος, έτσι ώστε το σύστημα να έχει καλή συνέπεια .
Ο μετατροπέας είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα ισχύος που μπορεί να μετατρέψει το συνεχές ρεύμα από μια συστοιχία ηλιακών κυψελών σε εναλλασσόμενο ρεύμα για την παροχή φορτίων ΜΕΤΑ ΧΡΙΣΤΟΝ. Αποτελεί βασικό συστατικό ολόκληρου του συστήματος παραγωγής ηλιακής ενέργειας. Ο Ηλιακός αντιστροφέας εκτός δικτύου έχει δύο βασικές λειτουργίες: αφενός παρέχει ισχύ για την ολοκλήρωση της μετατροπής DC/ΜΕΤΑ ΧΡΙΣΤΟΝ σε φορτίο ΜΕΤΑ ΧΡΙΣΤΟΝ και αφετέρου βρίσκει το καλύτερο σημείο εργασίας για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του ηλιακού φωτοβολταϊκού συστήματος. Για συγκεκριμένους τύπους ηλιακής ακτινοβολίας, θερμοκρασίας και ηλιακών κυψελών, τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα έχουν μοναδική βέλτιστη τάση και ρεύμα, επιτρέποντας στο σύστημα παραγωγής φωτοβολταϊκών να εκπέμπει μέγιστη ισχύ. Ως εκ τούτου, προτείνονται οι ακόλουθες βασικές απαιτήσεις για μετατροπείς σε συστήματα παραγωγής ηλιακής φωτοβολταϊκής ενέργειας εκτός δικτύου:
1) Ο μετατροπέας πρέπει να έχει λογική δομή κυκλώματος, αυστηρή επιλογή εξαρτημάτων και διάφορες λειτουργίες προστασίας, όπως προστασία αντιστροφής πολικότητας εισόδου DC, προστασία βραχυκυκλώματος εξόδου ΜΕΤΑ ΧΡΙΣΤΟΝ, υπερθέρμανση, προστασία υπερφόρτωσης κ.λπ.
2) Διαθέτει μεγάλη γκάμα προσαρμογής τάσης εισόδου DC. Λόγω της διακύμανσης της τάσης ακροδεκτών της συστοιχίας ηλιακών κυψελών με το φορτίο και την ένταση του ηλιακού φωτός, αν και η μπαταρία έχει επίδραση σύσφιξης στην τάση της ηλιακής κυψέλης, η τάση της μπαταρίας κυμαίνεται με αλλαγές στην υπολειπόμενη χωρητικότητα και την εσωτερική αντίσταση του η μπαταρία, ειδικά όταν γερνάει η μπαταρία, το εύρος διακύμανσης της τάσης ακροδεκτών είναι μεγάλο, όπως σε μια μπαταρία 12 V, Η τάση ακροδεκτών μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 10 V και 16 V, γεγονός που απαιτεί από τον μετατροπέα να διασφαλίζει κανονική λειτουργία σε ένα ευρύ φάσμα τάσης εισόδου DC και βεβαιωθείτε ότι η τάση εξόδου ΜΕΤΑ ΧΡΙΣΤΟΝ είναι σταθερή εντός του εύρους τάσης που απαιτείται από το φορτίο.
3) Ο μετατροπέας θα πρέπει να ελαχιστοποιεί τα ενδιάμεσα στάδια της μετατροπής ηλεκτρικής ενέργειας για εξοικονόμηση κόστους και βελτίωση της απόδοσης.
4) Οι μετατροπείς πρέπει να έχουν υψηλή απόδοση. Λόγω της τρέχουσας υψηλής τιμής των ηλιακών κυψελών, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η χρήση των ηλιακών κυψελών και να βελτιωθεί η απόδοση του συστήματος, είναι απαραίτητο να βελτιωθεί η απόδοση των μετατροπέων.
5) Οι μετατροπείς πρέπει να έχουν υψηλή αξιοπιστία. Επί του παρόντος, τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας εκτός δικτύου χρησιμοποιούνται κυρίως σε απομακρυσμένες περιοχές και πολλά ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας εκτός δικτύου είναι μη επανδρωμένα και συντηρούνται. Αυτό απαιτεί ο μετατροπέας να έχει υψηλή αξιοπιστία.
6) Η τάση εξόδου του μετατροπέα είναι της ίδιας συχνότητας και πλάτους με την τάση του οικιακού δικτύου, κατάλληλη για γενικά ηλεκτρικά φορτία.
7) Σε μεσαία έως μεγάλη χωρητικότητα εκτός δικτύου ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας, η έξοδος του μετατροπέα θα πρέπει να είναι ένα ημιτονοειδές κύμα με χαμηλή παραμόρφωση. Λόγω της χρήσης τροφοδοσίας τετραγωνικών κυμάτων σε συστήματα μέσης έως μεγάλης χωρητικότητας, η έξοδος θα περιέχει περισσότερα αρμονικά στοιχεία και οι υψηλότερες αρμονικές θα δημιουργήσουν πρόσθετες απώλειες. Πολλά ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας εκτός δικτύου είναι φορτωμένα με εξοπλισμό επικοινωνίας ή οργάνων, που έχουν υψηλές απαιτήσεις για ποιότητα ισχύος. Για μετατροπείς σε ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας εκτός δικτύου, υπάρχουν δύο απαιτήσεις για κυματομορφή εξόδου υψηλής ποιότητας: πρώτον, υψηλή ακρίβεια σταθερής κατάστασης, συμπεριλαμβανομένων μικρών τιμών THD, και καμία στατική διαφορά στη φάση και το πλάτος μεταξύ του θεμελιώδους στοιχείου και της αναφοράς κυματομορφή? Το δεύτερο είναι η καλή δυναμική απόδοση, που σημαίνει γρήγορη ρύθμιση υπό εξωτερικές διαταραχές και μικρές αλλαγές στην κυματομορφή εξόδου.
