Encyclopedia introduksjon til solenergi omformere

Inverter , også kjent som strømregulator og strømregulator, er en viktig del av solcelleanlegget. Hovedfunksjonen til den fotovoltaiske omformeren er å konvertere likestrøm som genereres av solcellepanelene til vekselstrøm som brukes av husholdningsapparater. All elektrisitet som genereres av solcellepanelene må behandles av omformeren før den kan sendes ut til omverdenen. [1] Gjennom full-bro-kretsen brukes SPWM-prosessoren vanligvis til å gjennomgå modulering, filtrering, spenningsforsterkning, etc. for å oppnå sinusformet vekselstrøm som matcher lysbelastningsfrekvensen, merkespenningen osv. for sluttbrukere av systemet. Med en inverter kan et DC-batteri brukes til å gi vekselstrøm til apparater.

Introduksjon:

Solenergisystemet for vekselstrøm er sammensatt av solcellepaneler, ladekontroller, inverter og batteri; DC-strømgenereringssystemet for solenergi inkluderer ikke omformer. Prosessen med å konvertere vekselstrøm til likestrøm kalles likeretter, kretsen som fullfører likeretterfunksjonen kalles en likeretterkrets, og enheten som implementerer likerettingsprosessen kalles en likeretterenhet eller likeretter. Tilsvarende kalles prosessen med å konvertere likestrøm til vekselstrøm inverter, kretsen som fullfører inverterfunksjonen kalles en inverterkrets, og enheten som implementerer inverterprosessen kalles inverterutstyr eller inverter.

Kjernen i inverterenheten er omformerbryterkretsen, referert til som inverterkretsen. Denne kretsen fullfører inverterfunksjonen ved å slå på og av den elektroniske strømbryteren. Byttingen av kraftelektroniske koblingsenheter krever visse drivpulser, og disse pulsene kan justeres ved å endre et spenningssignal. Kretsen som genererer og regulerer pulser kalles ofte en kontrollkrets eller kontrollsløyfe. Den grunnleggende strukturen til inverteranordningen inkluderer, i tillegg til den ovennevnte inverterkretsen og kontrollkretsen, en beskyttelseskrets, en utgangskrets, en inngangskrets, en utgangskrets, etc.

Egenskaper:

På grunn av mangfoldet av bygninger vil det uunngåelig føre til mangfoldet av solcellepanelinstallasjoner. For å maksimere konverteringseffektiviteten til solenergi og samtidig ta hensyn til bygningens vakre utseende, krever dette diversifisering av våre omformere for å oppnå den beste måten for solenergi. Konvertere.

Sentralisert inversjon

Sentralisert inverter brukes vanligvis i systemer med store solcellekraftverk (>10kW). Mange parallelle fotovoltaiske strenger er koblet til DC-inngangen til den samme sentraliserte omformeren. Vanligvis brukes trefasede IGBT-strømmoduler for høy effekt. De mindre bruker felteffekttransistorer og bruker DSP-konverteringskontrollere for å forbedre kvaliteten på den genererte kraften slik at den er veldig nær en sinusbølgestrøm. Den største funksjonen er den høye effekten og lave kostnadene til systemet. Effektiviteten og den elektriske produksjonskapasiteten til hele solcelleanlegget påvirkes imidlertid av matching av solcellestrenger og delvis skyggelegging. Samtidig påvirkes kraftgenereringspåliteligheten til hele solcelleanlegget av den dårlige arbeidsstatusen til en viss solcelleenhetsgruppe. De siste forskningsretningene er bruk av romvektormodulasjonskontroll og utvikling av nye vekselrettertopologiforbindelser for å oppnå høy effektivitet under dellastforhold. På SolarMax sentraliserte inverter kan en fotovoltaisk array-grensesnittboks festes for å overvåke hver streng med fotovoltaiske seilpaneler. Hvis en av strengene ikke fungerer som den skal, vil systemet. Informasjonen overføres til fjernkontrollen, og denne strengen kan stoppes via fjernkontroll, slik at svikt i en solcellestreng ikke vil redusere eller påvirke arbeidet og energiuttaket. av hele solcelleanlegget.

String inverter

String-invertere har blitt de mest populære inverterne på det internasjonale markedet. Stringomformeren er basert på det modulære konseptet. Hver solcellestreng (1kW-5kW) passerer gjennom en omformer, har maksimal effekttoppsporing i DC-enden, og er koblet parallelt med nettet i AC-enden. Mange store fotovoltaiske kraftverk bruker strenginvertere. Fordelen er at den ikke påvirkes av modulforskjeller og skygger mellom strenger, og reduserer samtidig det optimale driftspunktet for solcellemoduler.

Misforhold med omformeren, og øker dermed kraftproduksjonen. Disse tekniske fordelene reduserer ikke bare systemkostnadene, men øker også systemets pålitelighet. Samtidig introduseres begrepet «master-slave» mellom strenger, slik at når kraften til en enkelt streng i systemet ikke kan få en enkelt inverter til å fungere, kan flere grupper av solcellestrenger kobles sammen for å tillate en eller flere av dem på jobb. , og dermed produsere mer elektrisk energi. Det siste konseptet er at flere invertere danner et "team" med hverandre for å erstatte "master-slave"-konseptet, noe som gjør systemet mer pålitelig.

Flerstrengsomformer

Multi-string inverter tar fordelene med sentralisert inverter og string inverter, unngår deres ulemper, og kan brukes på solcellekraftverk med flere kilowatt. I flerstrengsomformeren er forskjellige individuelle effekttoppsporing og DC-til-DC-omformere inkludert. DC-en konverteres til vekselstrøm gjennom en felles DC-til-AC-omformer og kobles til nettet. Ulike vurderinger av solcellestrenger (f.eks. forskjellig merkeeffekt, forskjellig antall moduler per streng, forskjellige produsenter av moduler, etc.), forskjellige størrelser eller forskjellige teknologier for solcellemoduler, forskjellige orienteringer av strengene (f.eks: øst, sør og vest) , forskjellige tilt-vinkler eller skyggelegging, kan kobles til en felles omformer, med hver streng som opererer på sin respektive maksimale effekttopp. Samtidig reduseres lengden på DC-kabelen, noe som minimerer skyggeeffekten mellom strenger og tap forårsaket av forskjeller mellom strenger.

Komponent omformer

Modulomformeren kobler hver solcellemodul til en inverter, og hver modul har en uavhengig maksimal effekttoppsporing, slik at modulen og omformeren samarbeider bedre. Vanligvis brukt i 50W til 400W fotovoltaiske kraftstasjoner, er den totale effektiviteten lavere enn for strenginvertere. Siden de er koblet parallelt på AC-siden, øker dette kompleksiteten til ledningene på AC-siden og gjør vedlikehold vanskelig. En annen ting som må løses er hvordan man kobler seg til nettet mer effektivt. Den enkle måten er å koble til nettet direkte gjennom vanlige AC-uttak, noe som kan redusere kostnader og utstyrsinstallasjon, men ofte er det ikke sikkert sikkerhetsstandardene til strømnettet på ulike steder tillater det. Ved å gjøre dette kan kraftselskapet motsette seg direkte tilkobling av generasjonsenheten til en vanlig husholdningskontakt. En annen sikkerhetsrelatert faktor er om en isolasjonstransformator (høyfrekvent eller lavfrekvent) er nødvendig eller om en transformatorløs omformer er tillatt. Denne omformeren er mest brukt i glassgardinvegger.

Solar inverter effektivitet

Effektiviteten til solcelle-invertere refererer til det voksende markedet for solcelle-invertere (fotovoltaiske invertere) på grunn av etterspørselen etter fornybar energi. Og disse inverterne krever ekstremt høy effektivitet og pålitelighet. Strømkretsene som brukes i disse vekselretterne blir undersøkt og de beste valgene for koblings- og likeretterenheter anbefales. Den generelle strukturen til en fotovoltaisk omformer er vist i figur 1. Det er tre forskjellige omformere å velge mellom. Sollys skinner på solcellemoduler koblet i serie, og hver modul inneholder et sett med solcelleenheter koblet i serie. Likestrømspenningen (DC) som genereres av solcellemoduler er i størrelsesorden flere hundre volt, avhengig av lysforholdene til modulgruppen, temperaturen til cellene og antall moduler koblet i serie.

Den primære funksjonen til denne typen vekselretter er å konvertere inngangs likespenningen til en stabil verdi. Denne funksjonen implementeres gjennom en boost-omformer og krever en boost-bryter og en boost-diode. I den første arkitekturen følges boost-stadiet av en isolert fullbro-omformer. Hensikten med fullbrotransformatoren er å gi isolasjon. Den andre fullbro-omformeren på utgangen brukes til å konvertere DC fra første-trinns full-bro-omformer til vekselstrøm (AC) spenning. Utgangen filtreres før den kobles til AC-nettet via en ekstra dobbel-kontakt relébryter, for å gi sikker isolasjon ved feil og isolasjon fra forsyningsnettet om natten. Den andre strukturen er en ikke-isolert ordning. Blant dem genereres vekselstrømsspenningen direkte av likespenningsutgangen fra forsterkningstrinnet. Den tredje strukturen bruker en innovativ topologi av strømbrytere og strømdioder for å integrere funksjonene til boost- og AC-genereringsdelene i en dedikert topologi, noe som gjør omformeren så effektiv som mulig til tross for den svært lave konverteringseffektiviteten til solcellepanelet. Nærmere 100 %, men veldig viktig. I Tyskland forventes en 3kW-seriemodul installert på et sørvendt tak å generere 2550 kWh per år. Hvis omformerens effektivitet økes fra 95 % til 96 %, kan det genereres ytterligere 25 kWh elektrisitet hvert år. Kostnaden ved å bruke ekstra solcellemoduler for å generere disse 25 kWh tilsvarer å legge til en inverter. Siden å øke effektiviteten fra 95 % til 96 % ikke vil doble prisen på omformeren, er det et uunngåelig valg å investere i en mer effektiv omformer. For nye design er å øke omformerens effektivitet på den mest kostnadseffektive måten et sentralt designkriterium. Når det gjelder påliteligheten og kostnadene til omformeren, er de to andre designkriterier. Høyere effektivitet reduserer temperatursvingninger over belastningssyklusen, og forbedrer dermed påliteligheten, så disse retningslinjene er faktisk relatert. Bruk av moduler vil også øke påliteligheten.

Boostbryter og diode

Alle viste topologier krever raske strømbrytere. Boost-trinnet og full-bro-konverteringstrinnet krever raske svitsjedioder. I tillegg er brytere optimalisert for lavfrekvent (100Hz) svitsjing også nyttige for disse topologiene. For enhver gitt silisiumteknologi vil brytere som er optimalisert for rask veksling ha høyere ledningstap enn brytere som er optimalisert for lavfrekvente svitsjapplikasjoner.

Forsterkningstrinnet er generelt utformet som en kontinuerlig strømmodusomformer. Avhengig av antall solcellemoduler i arrayet som brukes i omformeren, kan du velge om du vil bruke 600V eller 1200V enheter. To valg for strømbrytere er MOSFET-er og IGBT-er. Generelt sett kan MOSFET-er operere ved høyere svitsjefrekvenser enn IGBT-er. I tillegg må påvirkningen fra kroppsdioden alltid tas i betraktning: i tilfelle av boost-stadiet er dette ikke et problem siden kroppsdioden ikke leder i normal driftsmodus. MOSFET-ledningstap kan beregnes fra RDS(ON), som er proporsjonal med det effektive dysearealet for en gitt MOSFET-familie. Når merkespenningen endres fra 600V til 1200V, vil ledningstapene til MOSFET øke kraftig. Derfor, selv om klassifisert RDS(ON) er ekvivalent, er 1200V MOSFET ikke tilgjengelig eller prisen er for høy.

For boost-brytere vurdert til 600V, kan superjunction MOSFET-er brukes. For høyfrekvente svitsjeapplikasjoner har denne teknologien de beste ledningstapene. MOSFET-er med RDS(ON)-verdier under 100 milliohm i TO-220-pakker og MOSFET-er med RDS(ON)-verdier under 50 milliohm i TO-247-pakker. For solcellevekselrettere som krever 1200V strømsvitsjing, er IGBT det riktige valget. Mer avanserte IGBT-teknologier, som NPT Trench og NPT Field Stop, er optimalisert for å redusere ledningstap, men på bekostning av høyere svitsjetap, noe som gjør dem mindre egnet for boostapplikasjoner ved høye frekvenser.

Basert på den gamle NPT-planteknologien ble det utviklet en enhet FGL40N120AND som kan forbedre effektiviteten til boostkretsen med høy svitsjefrekvens. Den har en EOFF på 43uJ/A. Sammenlignet med de mer avanserte teknologienhetene er EOFF 80uJ/A, men den må oppnås. Denne typen ytelse er veldig vanskelig. Ulempen med FGL40N120AND-enheten er at metningsspenningsfallet VCE(SAT) (3.0V vs. 2.1V ved 125ºC) er høyt, men dets lave svitsjetap ved høye forsterker svitsjefrekvenser mer enn veier opp for dette. Enheten integrerer også en antiparallell diode. Under normal boost-drift vil denne dioden ikke lede. Under oppstart eller under forbigående forhold er det imidlertid mulig for boost-kretsen å bli drevet inn i aktiv modus, i så fall vil den antiparallelle dioden lede. Siden IGBT selv ikke har en iboende kroppsdiode, er denne sampakkede dioden nødvendig for å sikre pålitelig drift. For boost-dioder kreves hurtiggjenopprettingsdioder som Stealth™ eller karbon-silisiumdioder. Karbon-silisiumdioder har svært lav fremspenning og tap. Når du velger en boost-diode, må effekten av revers gjenopprettingsstrøm (eller koblingskapasitans til en karbon-silisiumdiode) på boost-bryteren vurderes, da dette vil resultere i ytterligere tap. Her kan den nylanserte Stealth II-dioden FFP08S60S gi høyere ytelse. Når VDD=390V, ID=8A, di/dt=200A/us, og hustemperaturen er 100ºC, er det beregnede koblingstapet lavere enn FFP08S60S-parameteren på 205mJ. Ved å bruke ISL9R860P2 Stealth-dioden når denne verdien 225mJ. Derfor forbedrer dette også effektiviteten til omformeren ved høye svitsjefrekvenser.

Brobrytere og dioder

Etter MOSFET full-brofiltrering genererer utgangsbroen et 50Hz sinusformet spennings- og strømsignal. En vanlig implementering er å bruke en standard full-bro-arkitektur (Figur 2). På figuren, hvis bryterne øverst til venstre og nede til høyre er slått på, belastes en positiv spenning mellom venstre og høyre terminaler; hvis bryterne øverst til høyre og nede til venstre er slått på, belastes en negativ spenning mellom venstre og høyre terminal. For denne applikasjonen er bare én bryter på i løpet av en viss tidsperiode. Den ene bryteren kan byttes til PWM høyfrekvens og den andre bryteren til lavfrekvent 50Hz. Siden bootstrap-kretsen er avhengig av konvertering av low-end-enheter, byttes low-end-enhetene til PWM-høyfrekvens, mens high-end-enhetene byttes til 50Hz lavfrekvens. Denne applikasjonen bruker en 600V strømbryter, så 600V superjunction MOSFET er veldig egnet for denne høyhastighetssvitsjeenheten. Fordi disse svitsjeenhetene vil tåle den fulle reverseringsstrømmen til andre enheter når bryteren er på, er superjunction-enheter for rask gjenoppretting som 600V FCH47N60F ideelle valg. RDS(ON) er 73 milliohm, og ledningstapet er svært lavt sammenlignet med andre lignende hurtiggjenopprettingsenheter. Når denne enheten konverterer ved 50Hz, er det ikke nødvendig å bruke funksjonen for rask gjenoppretting. Disse enhetene har utmerkede dv/dt- og di/dt-egenskaper, noe som forbedrer systemets pålitelighet sammenlignet med standard superjunction MOSFET-er.

Et annet alternativ verdt å utforske er bruken av FGH30N60LSD-enheten. Det er en 30A/600V IGBT med en metningsspenning VCE(SAT) på kun 1,1V. Slukkingstapet EOFF er veldig høyt og når 10mJ, så det er kun egnet for lavfrekvent konvertering. En 50 milliohm MOSFET har en på-motstand RDS(ON) på 100 milliohm ved driftstemperatur. Derfor, ved 11A, har den samme VDS som VCE(SAT) til IGBT. Siden denne IGBT er basert på eldre nedbrytningsteknologi, endres ikke VCE(SAT) mye med temperaturen. Denne IGBT reduserer derfor de totale tapene i utgangsbroen, og øker dermed den totale effektiviteten til omformeren. Det faktum at FGH30N60LSD IGBT bytter fra én strømkonverteringsteknologi til en annen dedikert topologi hver halve syklus er også nyttig. IGBT-er brukes her som topologiske brytere. For raskere veksling brukes konvensjonelle og raske gjenopprettingssuperjunction-enheter. For 1200V dedikert topologi og fullbrostruktur er den nevnte FGL40N120AND en bryter som er svært egnet for nye høyfrekvente solcelle-omformere. Når spesialiserte teknologier krever dioder, er Stealth II, Hyperfast™ II-dioder og karbon-silisiumdioder gode løsninger.

funksjon:

Omformeren har ikke bare funksjonen DC til AC-konvertering, men har også funksjonen til å maksimere ytelsen til solceller og funksjonen til systemfeilbeskyttelse. Oppsummert er det automatiske kjøre- og avstengningsfunksjoner, maksimal effektsporingskontrollfunksjon, uavhengig driftsforebyggende funksjon (for netttilkoblede systemer), automatisk spenningsjusteringsfunksjon (for netttilkoblede systemer), DC-deteksjonsfunksjon (for nettkoblede systemer). ), og DC jorddeteksjon. Funksjon (for nettkoblede systemer). Her er en kort introduksjon til de automatiske kjøre- og avstengningsfunksjonene og kontrollfunksjonen for maksimal effekt.

Automatisk drift og avstengningsfunksjon: Etter soloppgang om morgenen øker intensiteten av solinnstrålingen gradvis, og utgangen fra solcellen øker også. Når utgangseffekten som kreves for omformerdriften er nådd, starter omformeren automatisk å gå. Etter å ha startet drift, vil omformeren overvåke utgangen til solcellemodulene til enhver tid. Så lenge utgangseffekten til solcellemodulene er større enn utgangseffekten som kreves for omformeroppgaven, vil omformeren fortsette å fungere; den vil stoppe til solnedgang, selv om omformeren også kan fungere på regnværsdager. Når solcellemodulens utgang blir mindre og omformerens utgang nærmer seg 0, går omformeren inn i en standby-tilstand.

Maksimal effektsporingskontrollfunksjon: Utgangen til solcellemodulen endres med intensiteten av solstråling og temperaturen til selve solcellemodulen (brikketemperatur). I tillegg, fordi solcellemoduler har den egenskapen at spenningen avtar når strømmen øker, er det et optimalt driftspunkt som kan oppnå maksimal effekt. Intensiteten til solstrålingen endrer seg, og åpenbart endres også det optimale arbeidspunktet. Relatert til disse endringene holdes arbeidspunktet til solcellemodulen alltid på maksimalt effektpunkt, og systemet får alltid maksimal effekt fra solcellemodulen. Denne typen kontroll er maksimal effektsporingskontroll. Den største egenskapen til omformere som brukes i solenergigenereringssystemer er at de inkluderer funksjonen for maksimal effektpunktsporing (MPPT).

type

Klassifisering av anvendelsesomfang

(1) Vanlig omformer

DC 12V eller 24V inngang, AC 220V, 50Hz utgang, effekt fra 75W til 5000W, noen modeller har AC og DC konvertering, det vil si UPS funksjon.

(2) Inverter/lader alt-i-ett-maskin

I denne typen vekselretter kan brukere bruke ulike former for strøm til å forsyne vekselstrømbelastninger: når det er vekselstrøm, brukes vekselstrøm til å drive belastningen gjennom vekselretteren, eller til å lade batteriet; når det ikke er vekselstrøm, brukes batteriet til å drive vekselstrømbelastningen. . Den kan brukes sammen med ulike strømkilder: batterier, generatorer, solcellepaneler og vindturbiner.

(3) Spesiell omformer for post og telekommunikasjon

Tilby høykvalitets 48V-omformere for post- og telekommunikasjonstjenester. Produktene er av god kvalitet, høy pålitelighet, modulære (modul er 1KW) omformere, og har N+1 redundansfunksjon og kan utvides (effekt fra 2KW til 20KW). ).

(4) Spesiell inverter for luftfart og militær

Denne typen omformer har en 28Vdc-inngang og kan gi følgende AC-utganger: 26Vac, 115Vac, 230Vac. Utgangsfrekvensen kan være: 50Hz, 60Hz og 400Hz, og utgangseffekten varierer fra 30VA til 3500VA. Det finnes også DC-DC-omformere og frekvensomformere dedikert til luftfart.

Klassifisering av utgangsbølgeform

(1) Firkantbølge-omformer

AC-spenningsbølgeformen som sendes ut av firkantbølgeomformeren er en firkantbølge. Inverterkretsene som brukes av denne typen omformere er ikke helt like, men fellestrekket er at kretsen er relativt enkel og antallet strømbryterrør som brukes er lite. Designeffekten er vanligvis mellom hundre watt og en kilowatt. Fordelene med firkantbølgeomformer er: enkel krets, billig pris og enkelt vedlikehold. Ulempen er at firkantbølgespenningen inneholder et stort antall overtoner av høy orden, som vil gi ytterligere tap i belastningsapparater med jernkjerneinduktorer eller transformatorer, og forårsake forstyrrelser på radioer og noe kommunikasjonsutstyr. I tillegg har denne typen omformere mangler som utilstrekkelig spenningsreguleringsområde, ufullstendig beskyttelsesfunksjon og relativt høy støy.

(2) Trinnbølgeomformer

AC-spenningsbølgeformen som sendes ut av denne typen vekselretter er en trinnbølge. Det er mange forskjellige linjer for omformeren for å realisere trinnbølgeutgang, og antall trinn i utgangsbølgeformen varierer veldig. Fordelen med trinnbølge-inverteren er at utgangsbølgeformen er betydelig forbedret sammenlignet med firkantbølgen, og det høye ordens harmoniske innholdet reduseres. Når trinnene når mer enn 17, kan utgangsbølgeformen oppnå en kvasi-sinusformet bølge. Når transformatorløs utgang brukes, er den totale effektiviteten svært høy. Ulempen er at stigebølge-superposisjonskretsen bruker mange strømbryterrør, og noen av kretsformene krever flere sett med likestrøminnganger. Dette gir problemer med gruppering og kabling av solcellearrayer og balansert lading av batterier. I tillegg har trappbølgespenningen fortsatt noen høyfrekvente forstyrrelser på radioer og noe kommunikasjonsutstyr.

Sinusbølgeomformer

AC-spenningsbølgeformen som sendes ut av sinusbølgeomformeren er en sinusbølge. Fordelene med sinusbølgeomformeren er at den har god utgangsbølgeform, svært lav forvrengning, lite interferens på radioer og utstyr og lav støy. I tillegg har den komplette beskyttelsesfunksjoner og høy total effektivitet. Ulempene er: kretsen er relativt kompleks, krever høy vedlikeholdsteknologi og er dyr.

Klassifiseringen av de tre ovennevnte typene vekselrettere er nyttig for designere og brukere av solcelleanlegg og vindkraftsystemer for å identifisere og velge vekselrettere. Faktisk har omformere med samme bølgeform fortsatt store forskjeller i kretsprinsipper, enheter som brukes, kontrollmetoder osv.

Andre klassifiseringsmetoder

1. I henhold til frekvensen av utgående vekselstrøm, kan den deles inn i strømfrekvensomformer, mellomfrekvensomformer og høyfrekvensomformer. Frekvensen til strømfrekvensomformeren er 50 til 60Hz; frekvensen til mellomfrekvensomformeren er vanligvis 400Hz til mer enn ti kHz; frekvensen til høyfrekvente omformere er generelt mer enn ti kHz til MHz.

2. I henhold til antall faser som sendes ut av omformeren, kan den deles inn i enfase omformer, trefase omformer og flerfase omformer.

3. I henhold til destinasjonen for omformerens utgangseffekt, kan den deles inn i aktiv omformer og passiv omformer. Enhver omformer som overfører den elektriske energien fra omformeren til det industrielle strømnettet kalles en aktiv omformer; enhver inverter som overfører den elektriske energien fra omformeren til en elektrisk belastning kalles en passiv inverter. enhet.

4. I henhold til formen til omformerens hovedkrets, kan den deles inn i ensidig inverter, push-pull inverter, halvbro inverter og full bro inverter.

5. I henhold til typen hovedbryterenhet til omformeren, kan den deles inn i tyristor-inverter, transistor-inverter, felteffekt-inverter og isolert gate bipolar transistor (IGBT) inverter. Den kan deles inn i to kategorier: "semi-kontrollert" inverter og "fullt kontrollert" inverter. Førstnevnte har ikke evnen til å slå seg av selv, og komponenten mister kontrollfunksjonen etter at den er slått på, så den kalles "halvkontrollerte" og vanlige tyristorer faller inn i denne kategorien; sistnevnte har evnen til å slå seg av selv, det vil si at det ikke er noen enhet. På og av kan styres av kontrollelektroden, så det kalles "fullt kontrollert type". Effektfelteffekttransistorer og IGBT-transistorer med isolert port tilhører alle denne kategorien.

6. I henhold til DC-strømforsyningen kan den deles inn i spenningskildeinverter (VSI) og strømkildeinverter (CSI). I førstnevnte er likespenningen nesten konstant, og utgangsspenningen er en alternerende firkantbølge; i sistnevnte er likestrømmen nesten konstant, og utgangsstrømmen er en vekslende firkantbølge.

7. I henhold til inverterkontrollmetoden kan den deles inn i frekvensmodulasjons (PFM) inverter og pulse width modulation (PWM) inverter.

8. I henhold til arbeidsmodusen til omformerens koblingskrets, kan den deles inn i resonant omformer, fast frekvens hard switching inverter og fast frekvens myk switching inverter.

9. I henhold til kommuteringsmetoden til omformeren kan den deles inn i lastkommutert omformer og selvkommutert omformer.

Ytelsesparametere:

Det er mange parametere og tekniske forhold som beskriver ytelsen til en omformer. Her gir vi kun en kort forklaring av de tekniske parameterne som vanligvis brukes ved evaluering av omformere.

1. Miljøforhold for bruk av omformeren. Normale bruksforhold for omformeren: høyden overstiger ikke 1000m, og lufttemperaturen er 0~+40℃.

2. DC-inngangsstrømforsyningsforhold, inngangs-DC-spenningsfluktuasjonsområde: ±15 % av nominell spenningsverdi for batteripakken.

3. Nominell utgangsspenning, innenfor det spesifiserte tillatte fluktuasjonsområdet for inngangs likespenningen, representerer den nominelle spenningsverdien som omformeren skal kunne sende ut. Den stabile nøyaktigheten til utgangsspenningsverdien har generelt følgende bestemmelser:

(1) Under stabil drift bør spenningsfluktuasjonsområdet begrenses, for eksempel bør avviket ikke overstige ±3 % eller ±5 % av nominell verdi.

(2) I dynamiske situasjoner der lasten endres plutselig eller påvirkes av andre interferensfaktorer, bør utgangsspenningsavviket ikke overstige ±8 % eller ±10 % av merkeverdien.

4. Nominell utgangsfrekvens, frekvensen til omformerens utgangs AC-spenning bør være en relativt stabil verdi, vanligvis strømfrekvensen på 50Hz. Avviket bør være innenfor ±1 % under normale arbeidsforhold.

5. Nominell utgangsstrøm (eller nominell utgangskapasitet) indikerer nominell utgangsstrøm til omformeren innenfor det spesifiserte lasteffektfaktorområdet. Noen inverterprodukter gir nominell utgangskapasitet, uttrykt i VA eller kVA. Omformerens nominelle kapasitet er når utgangseffektfaktoren er 1 (det vil si ren resistiv belastning), den nominelle utgangsspenningen er produktet av den nominelle utgangsstrømmen.

6. Nominell utgangseffektivitet. Effektiviteten til omformeren er forholdet mellom utgangseffekten og inngangseffekten under spesifiserte arbeidsforhold, uttrykt i %. Effektiviteten til omformeren ved nominell utgangskapasitet er full lasteffektivitet, og effektiviteten ved 10 % av nominell utgangskapasitet er lav lasteffektivitet.

7. Omformerens maksimale harmoniske innhold. For en sinusbølgeomformer, under resistiv belastning, bør det maksimale harmoniske innholdet i utgangsspenningen være ≤10 %.

8. Overbelastningskapasiteten til vekselretteren refererer til vekselretterens evne til å gi ut mer enn nominell strømverdi på kort tid under spesifiserte forhold. Overbelastningskapasiteten til omformeren skal oppfylle visse krav under den spesifiserte lasteffektfaktoren.

9. Effektiviteten til omformeren er forholdet mellom omformerens utgående aktive effekt og den aktive inngangseffekten (eller likestrøm) under nominell utgangsspenning, utgangsstrøm og spesifisert lasteffektfaktor.

10. Lasteffektfaktor representerer omformerens evne til å bære induktive eller kapasitive laster. Under sinusbølgeforhold er belastningseffektfaktoren 0,7~0,9 (etterslep), og den nominelle verdien er 0,9.

11. Lastasymmetri. Under en asymmetrisk belastning på 10 % bør asymmetrien til utgangsspenningen til en trefaset omformer med fast frekvens være ≤10 %.

12. Utgangsspenningsubalanse. Under normale driftsforhold bør den trefasede spenningsubalansen (forholdet mellom omvendt sekvens-komponent og positiv sekvens-komponent) utgang fra omformeren ikke overstige en spesifisert verdi, vanligvis uttrykt i %, slik som 5 % eller 8 %.

13. Startkarakteristikker: Under normale driftsforhold skal omformeren kunne starte normalt 5 ganger på rad under full- og tomgangsdrift.

14. Beskyttelsesfunksjoner, omformeren bør settes opp: kortslutningsbeskyttelse, overstrømsbeskyttelse, overtemperaturbeskyttelse, overspenningsbeskyttelse, underspenningsbeskyttelse og fasetapbeskyttelse. Blant dem betyr overspenningsbeskyttelse at for vekselrettere uten spenningsstabiliseringstiltak, bør det være utgangsoverspenningsbeskyttelsestiltak for å beskytte den negative terminalen mot skade ved utgangsoverspenning. Overstrømsbeskyttelse refererer til overstrømsbeskyttelsen til omformeren, som skal kunne sikre rettidig handling når lasten er kortsluttet eller strømmen overstiger den tillatte verdien for å beskytte den mot skade av overspenningsstrøm.

15. Interferens og anti-interferens, omformeren skal være i stand til å motstå elektromagnetisk interferens i det generelle miljøet under spesifiserte normale arbeidsforhold. Inverterens antiinterferensytelse og elektromagnetiske kompatibilitet skal være i samsvar med relevante standarder.

16. Omformere som ikke brukes ofte, overvåkes og vedlikeholdes bør være ≤95db; omformere som brukes ofte, overvåkes og vedlikeholdes bør være ≤80db.

17. Display, vekselretteren skal være utstyrt med datavisning av parametere som AC utgangsspenning, utgangsstrøm og utgangsfrekvens, og signalvisning av input live, energisert og feilstatus.

18. Kommunikasjonsfunksjon. Fjernkommunikasjonsfunksjonen lar brukere sjekke maskinens driftsstatus og lagrede data uten å gå til stedet.

19. Bølgeformforvrengningen av utgangsspenningen. Når omformerens utgangsspenning er sinusformet, bør maksimalt tillatt bølgeformforvrengning (eller harmonisk innhold) spesifiseres. Vanligvis uttrykt som den totale bølgeformforvrengningen av utgangsspenningen, bør verdien ikke overstige 5 % (10 % er tillatt for enfaseutgang).

20. Startegenskaper, som karakteriserer omformerens evne til å starte med last og dens ytelse under dynamisk drift. Omformeren skal sikre pålitelig start under nominell belastning.

21. Støy. Transformatorer, filterinduktorer, elektromagnetiske brytere, vifter og andre komponenter i kraftelektronisk utstyr produserer alle støy. Når omformeren fungerer normalt, bør støyen ikke overstige 80dB, og støyen fra en liten omformer bør ikke overstige 65dB.

Batteriegenskaper:

PV batteri

For å utvikle et solcelleinvertersystem er det viktig å først forstå de ulike egenskapene til solceller (PV-celler). Rp og Rs er parasittiske motstander, som er henholdsvis uendelige og null under ideelle omstendigheter.

Lysintensitet og temperatur kan påvirke driftsegenskapene til PV-celler betydelig. Strømmen er proporsjonal med lysintensiteten, men endringer i lyset har liten effekt på driftsspenningen. Driftsspenningen påvirkes imidlertid av temperaturen. En økning i batteritemperatur reduserer driftsspenningen, men har liten effekt på strømmen som genereres. Figuren nedenfor illustrerer effekten av temperatur og lys på PV-moduler.

Endringer i lysintensitet har større innvirkning på batteriets utgangseffekt enn endringer i temperatur. Dette gjelder alle vanlig brukte PV-materialer. En viktig konsekvens av kombinasjonen av disse to effektene er at kraften til en PV-celle avtar med synkende lysintensitet og/eller økende temperatur.

Maksimalt strømpunkt (MPP)

Solceller kan operere over et bredt spekter av spenninger og strømmer. MPP bestemmes ved kontinuerlig å øke den resistive belastningen på den opplyste cellen fra null (kortslutningshendelse) til en meget høy verdi (åpen kretshendelse). MPP er driftspunktet der V x I når sin maksimale verdi og ved denne belysningsintensiteten Maksimal effekt kan oppnås. Utgangseffekten når det oppstår en kortslutning (PV-spenning er lik null) eller åpen krets (PV-strøm lik null) er null.

Høykvalitets monokrystallinske silisiumsolceller produserer en åpen kretsspenning på 0,60 volt ved en temperatur på 25°C. Med fullt sollys og en lufttemperatur på 25°C kan temperaturen til en gitt celle være nær 45°C, noe som vil redusere åpen kretsspenning til ca. 0,55V. Etter hvert som temperaturen øker, fortsetter åpen kretsspenningen å synke inntil PV-modulen kortslutter.

Maksimal effekt ved en batteritemperatur på 45°C produseres typisk ved 80 % åpen kretsspenning og 90 % kortslutningsstrøm. Kortslutningsstrømmen til batteriet er nesten proporsjonal med belysningen, og åpen kretsspenning kan bare reduseres med 10 % når belysningen reduseres med 80 %. Batterier av lavere kvalitet vil redusere spenningen raskere når strømmen øker, og dermed redusere tilgjengelig kraft. Produksjonen falt fra 70 % til 50 %, eller til og med bare 25 %.

Solar mikroinverter må sørge for at PV-modulene til enhver tid er i drift ved MPP slik at maksimal energi kan hentes fra PV-modulene. Dette kan oppnås ved hjelp av en maksimal effektpunktkontrollsløyfe, også kjent som en maksimal effektpunktsporing (MPPT). Å oppnå et høyt forhold mellom MPP-sporing krever også at PV-utgangsspenningsrippelen er liten nok til at PV-strømmen ikke endres for mye når den opererer nær det maksimale strømpunktet.

MPP-spenningsområdet til PV-moduler kan vanligvis defineres i området 25V til 45V, med en kraftproduksjon på omtrent 250W og en åpen kretsspenning under 50V.

Bruk og vedlikehold:

bruk

1. Koble til og installer utstyret strengt i samsvar med kravene i omformerens drifts- og vedlikeholdsinstruksjoner. Under installasjonen bør du nøye sjekke: om tråddiameteren oppfyller kravene; om komponentene og terminalene er løse under transport; om de isolerte delene er godt isolert; om systemets jording oppfyller regelverket.

2. Omformeren skal betjenes og brukes strengt i samsvar med bruks- og vedlikeholdsinstruksjonene. Spesielt: før du slår på maskinen, vær oppmerksom på om inngangsspenningen er normal; under drift, vær oppmerksom på om rekkefølgen for å slå på og av maskinen er riktig, og om indikasjonene til hver måler og indikatorlampe er normale.

3. Invertere har generelt automatisk beskyttelse for kretsbrudd, overstrøm, overspenning, overoppheting og andre elementer, så når disse fenomenene oppstår, er det ikke nødvendig å slå av manuelt; beskyttelsespunktene for automatisk beskyttelse er vanligvis satt på fabrikken, og det er ikke nødvendig å justere på nytt.

4. Det er høy spenning i inverterskapet. Operatører har generelt ikke lov til å åpne skapdøren, og skapdøren bør låses til ordinære tider.

5. Når romtemperaturen overstiger 30°C, bør varmeavledning og kjøling iverksettes for å forhindre utstyrssvikt og forlenge utstyrets levetid.

Vedlikehold og inspeksjon

1. Kontroller regelmessig om ledningene til hver del av omformeren er faste og om det er løshet. Spesielt bør viften, strømmodulen, inngangsterminalen, utgangsterminalen og jordingen kontrolleres nøye.

2. Når alarmen slår seg av, er den ikke tillatt å starte opp umiddelbart. Årsaken bør finnes og repareres før oppstart. Inspeksjonen skal utføres strengt i samsvar med trinnene som er spesifisert i omformerens vedlikeholdsmanual.

3. Operatører må få spesiell opplæring og være i stand til å fastslå årsakene til generelle feil og eliminere dem, for eksempel å skifte sikringer, komponenter og skadede kretskort på en dyktig måte. Uopplært personell har ikke lov til å betjene utstyret.

4. Hvis det inntreffer en ulykke som er vanskelig å eliminere eller årsaken til ulykken er uklar, bør det føres detaljerte journaler over ulykken, og omformerprodusenten bør varsles i tide for løsning.