Fotovoltaik invertorlarning samaradorligi va energiya ishlab chiqarishni qanday yaxshilash mumkin?

Fotovoltaik inverter konvertatsiya samaradorligining ahamiyati

ning konversiya samaradorligini oshirish juda muhimdirfotovoltaik invertorlar . Misol uchun, agar konversiya samaradorligini 1% ga oshirsak, 500 kVt quvvatga ega inverter har kuni o'rtacha 4 soat davomida deyarli 20 kilovatt soat elektr energiyasini ishlab chiqarishi mumkin. U yiliga qariyb 7300 kilovatt-soat elektr energiyasini ishlab chiqarishi mumkin, o'n yil ichida esa 73 ming kilovatt-soat ko'proq elektr energiyasi ishlab chiqarishi mumkin, bu esa 5 kVt quvvatga ega invertorning energiya ishlab chiqarishiga tengdir. Shunday qilib, mijozlar 5KW inverterli elektr stantsiyasini tejashlari mumkin, shuning uchun mijozlarning eng yaxshi manfaatlarini yaxshilash uchun biz inverterning konversiya samaradorligini iloji boricha oshirishimiz kerak.

Fotovoltaik inverter samaradorligiga ta'sir qiluvchi omillar

Inverterning samaradorligini oshirishning yagona yo'li yo'qotishlarni kamaytirishdir. İnverterning asosiy yo'qotishlari IGBT va MOSFET kabi quvvatni almashtirish quvurlari, shuningdek transformatorlar va induktorlar kabi magnit qurilmalardan kelib chiqadi. Yo'qotishlar komponentlarning oqimi va kuchlanishiga va tanlangan materiallarning jarayoniga bog'liq. Munosabatlar mavjud. IGBT yo'qotishlari asosan o'tkazuvchanlikni yo'qotish va kommutatsiyani yo'qotishdir. O'tkazuvchanlikni yo'qotish qurilmaning ichki qarshiligi va o'tish oqimi bilan bog'liq. Kommutatsiyani yo'qotish qurilmaning kommutatsiya chastotasi va qurilma bardosh beradigan doimiy kuchlanish bilan bog'liq.

Induktorning yo'qotishlari asosan mis va temir yo'qotilishini o'z ichiga oladi. Misning yo'qolishi indüktör bobinining qarshiligidan kelib chiqadigan yo'qotishni anglatadi. Oqim lasan qarshiligidan o'tib, qizib ketganda, elektr energiyasining bir qismi issiqlik energiyasiga aylanadi va yo'qoladi. Bobin odatda izolyatsiya qilingan mis simdan qilinganligi sababli, u o'ralgan, shuning uchun mis yo'qolishi deyiladi. Transformatorning qisqa tutashuv empedansini o'lchash orqali mis yo'qotilishini hisoblash mumkin. Temir yo'qotish ikki jihatni o'z ichiga oladi: biri histerezis yo'qolishi, ikkinchisi esa girdab oqimining yo'qolishi. Temir yo'qotilishi transformatorning yuksiz oqimini o'lchash yo'li bilan hisoblanishi mumkin.

Fotovoltaik invertorning samaradorligini qanday oshirish mumkin?

Hozirgi vaqtda uchta texnik yo'nalish mavjud: biri yo'qotishlarni kamaytirish uchun kosmik vektor puls kengligi modulyatsiyasi kabi nazorat usullaridan foydalanish; ikkinchisi - quvvat qurilmalarining ichki qarshiligini kamaytirish uchun silikon karbid material komponentlarini ishlatish; uchinchisi - uch darajali, besh darajali va boshqa ko'p darajali Yassi elektr topologiyasi va yumshoq kommutatsiya texnologiyasidan foydalanish quvvat qurilmasidagi kuchlanishni kamaytiradi va quvvat qurilmasining kommutatsiya chastotasini kamaytiradi.

1. Voltaj fazo vektori impuls kengligi modulyatsiyasi

Bu yuqori shahar kuchlanishidan foydalanish va oson boshqarish afzalliklariga ega bo'lgan to'liq raqamli nazorat usuli bo'lib, invertorlarda keng qo'llaniladi. Shahar kuchlanishidan foydalanish darajasi yuqori va bir xil chiqish zo'riqishida pastroq DC avtobus kuchlanishidan foydalanish mumkin, bu esa quvvatni almashtirish moslamasining kuchlanish kuchlanishini kamaytiradi, qurilmadagi kommutatsiya yo'qotilishi kichikroq va inverterning konversiya samaradorligi. ma'lum darajada yaxshilanadi. takomillashtirish. Kosmik vektor sintezida vektor ketma-ketligini birlashtirish usullarining xilma-xilligi mavjud. Turli kombinatsiyalar va ketma-ketlik orqali quvvat qurilmalarining kommutatsiya vaqtlari sonini kamaytirish samarasini olish mumkin va shu bilan inverter quvvat qurilmalarining kommutatsiya yo'qotishlarini yanada kamaytirish mumkin.

2. Kremniy karbid materiallaridan foydalanadigan komponentlar

Kremniy karbid qurilmalarining birlik maydoniga qarshilik kremniy qurilmalarining atigi bir foizini tashkil qiladi. Silikon karbidli materiallardan tayyorlangan IGBT kabi quvvat qurilmalarining holatdagi qarshiligi oddiy kremniy qurilmalarning o'ndan bir qismiga kamayadi. Silikon karbid texnologiyasi samarali ravishda kamaytirishi mumkin Diyotning teskari tiklanish oqimi kichik, bu quvvat qurilmasida kommutatsiya yo'qotishlarini kamaytirishi mumkin va asosiy kalit tomonidan talab qilinadigan oqim quvvati ham shunga mos ravishda kamayishi mumkin. Shuning uchun, asosiy kalitning anti-parallel diodlari sifatida silikon karbidli diodlardan foydalanish inverterning samaradorligini oshirishning eng yaxshi usuli hisoblanadi. yo'l. An'anaviy tez tiklanadigan silikon anti-parallel diodlar bilan taqqoslaganda, silikon karbid anti-parallel diodlardan foydalangandan so'ng, diodning teskari tiklanish oqimi sezilarli darajada kamayadi va umumiy konvertatsiya samaradorligi 1% ga yaxshilanishi mumkin. Tez IGBT dan foydalangandan so'ng, kommutatsiya tezligi tezlashadi va butun mashinaning konversiya samaradorligi 2% ga yaxshilanishi mumkin. SiC anti-parallel diyotlari tezkor IGBTlar bilan birlashtirilganda, inverterning samaradorligi yanada yaxshilanadi.

3. Yumshoq almashtirish va ko'p darajali texnologiya

Yumshoq kommutatsiya texnologiyasi kommutatsiya moslamasidagi oqim yoki kuchlanishni sinusoidal yoki kvazi-sinusoidal ravishda o'zgartirish uchun rezonans printsipidan foydalanadi. Oqim tabiiy ravishda noldan o'tganda, qurilma o'chadi; kuchlanish tabiiy ravishda noldan o'tib ketganda, qurilma yoqiladi. Bu kommutatsiya yo'qotishlarini kamaytiradi va induktiv o'chirish va sig'imli yoqish kabi muammolarni sezilarli darajada hal qiladi. Kommutator trubkasidagi kuchlanish yoki o'tkazgich trubkasi orqali o'tadigan oqim nolga teng bo'lsa, u yoqiladi yoki o'chiriladi, shuning uchun kalit trubkasida kommutatsiya yo'qolishi bo'lmaydi. An'anaviy ikki darajali tuzilma bilan taqqoslaganda, uch darajali inverterning chiqishi nol darajasini oshiradi va quvvat moslamasining kuchlanish kuchlanishi ikki baravar kamayadi. Ushbu afzallik tufayli, bir xil kommutatsiya chastotasida, inverter ikki darajali tuzilishga qaraganda kichikroq chiqish filtri induktoridan foydalanishi mumkin va induktorning yo'qolishi, narxi va hajmi samarali ravishda kamayishi mumkin; va bir xil chiqish harmonik tarkibda, inverter ikki darajali tuzilishga qaraganda pastroq kommutatsiya chastotasidan foydalanishi mumkin, qurilmani almashtirish yo'qolishi kichikroq va inverterning konversiya samaradorligi yaxshilanadi.