Derzeit handelt es sich bei Chinas Photovoltaik-Stromerzeugungssystem hauptsächlich um ein Gleichstromsystem, das die von der Solarbatterie erzeugte elektrische Energie auflädt und die Batterie die Last direkt mit Strom versorgt. Zum Beispiel sind das Solar -Haushaltsbeleuchtungssystem im Nordwesten Chinas und das Microwave Station Netzteil, das weit weg vom Netz entfernt ist, das DC -System. Diese Art von System hat eine einfache Struktur und niedrige Kosten. Aufgrund der unterschiedlichen Last -DC -Spannungen (z. . Es ist schwierig, dass das Photovoltaik -Stromversorgungsangebot die Stromversorgung als Ware in den Markt eintritt. Darüber hinaus wird die Photovoltaik-Stromerzeugung schließlich einen gitterverbundenen Betrieb erzielen, der ein ausgereiftes Marktmodell anwenden muss. In Zukunft werden AC Photovoltaic -Stromerzeugungssysteme zum Mainstream der Photovoltaik -Stromerzeugung.
Die Anforderungen des Photovoltaik -Stromerzeugungssystems für die Wechselrichternetzteile
Das Photovoltaic-Stromerzeugungssystem unter Verwendung von Wechselstromausgang besteht aus vier Teilen: Photovoltaik-Array, Ladung und Entladungsteuerung, Batterie und Wechselrichter (das Netzwerkschaffungssystem kann im Allgemeinen die Batterie sparen), und der Wechselrichter ist die Schlüsselkomponente. Photovoltaic hat höhere Anforderungen an Wechselrichter:
1. Eine hohe Effizienz ist erforderlich. Aufgrund des hohen Preises für Solarzellen derzeit müssen die Verwendung von Solarzellen und die Verbesserung der Systemeffizienz maximiert werden, um die Effizienz des Wechselrichters zu verbessern.
2. Eine hohe Zuverlässigkeit ist erforderlich. Gegenwärtig werden Photovoltaik -Stromerzeugungssysteme hauptsächlich in abgelegenen Bereichen verwendet, und viele Kraftstationen sind unbeaufsichtigt und gewartet. Dies erfordert, dass der Wechselrichter eine angemessene Schaltungsstruktur, eine strenge Komponentenauswahl und den Wechselrichter in verschiedenen Schutzfunktionen aufweist, z.
3. Die DC -Eingangsspannung ist erforderlich, um einen weiten Anpassungsbereich zu haben. Da sich die Klemmespannung der Batterie mit der Last und der Sonneneinstrahlung ändert, schwankt die Batterie, obwohl die Batterie einen wichtigen Einfluss auf die Batteriespannung hat, die Batteriespannung mit der Änderung der verbleibenden Kapazität und des Innenwiderstandes der Batterie. Insbesondere beim Alterung der Batterie variiert seine Klemmenspannung stark. Beispielsweise kann die Klemmenspannung einer 12 -V -Batterie von 10 V bis 16 V variieren. Dadurch muss der Wechselrichter bei einem größeren DC den normalen Betrieb innerhalb des Eingangsspannungsbereichs sicherstellen und die Stabilität der Wechselstromausgangsspannung sicherstellen.
4. In Photovoltaik-Stromerzeugungssystemen mit mittlerer und großer Kapazität sollte die Ausgabe der Wechselrichter-Netzteil eine Sinuswelle mit weniger Verzerrung sein. Dies liegt daran, dass bei Verwendung von Systemen mit mittlerer und großer Kapazität, wenn die Quadratwellenleistung verwendet wird, der Ausgang mehr harmonische Komponenten enthält und höhere Harmonische zusätzliche Verluste erzeugen. Viele Photovoltaik -Stromerzeugungssysteme sind mit Kommunikations- oder Instrumentenausrüstung beladen. Die Ausrüstung hat höhere Anforderungen an die Qualität des Stromnetzes. Wenn die Photovoltaik-Stromerzeugungssysteme mit mittlerer und großer Kapazität mit dem Netz verbunden sind, muss der Wechselrichter auch einen Sinuswellenstrom ausgeben, um die Stromverschmutzung mit dem öffentlichen Netz zu vermeiden.
Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in abwechselnden Strom um. Wenn die Gleichstromspannung niedrig ist, wird sie durch einen Wechselstromtransformator gesteigert, um eine Standard -Wechselstromspannung und -frequenz zu erhalten. Bei Wechselrichtern mit großer Kapazität benötigt der Wechselstromausgang aufgrund der hohen DC-Busspannung im Allgemeinen keinen Transformator, um die Spannung auf 220 V zu steigern. In den mittelgroßen und kleinen Kapazitätsrversern ist die Gleichspannung relativ niedrig, wie z. Wechselrichter mit mittlerer und kleiner Kapazität umfassen im Allgemeinen Push-Pull-Wechselrichterschaltungen, Wechselrichterschaltungen in voller Brücke und Hochfrequenzsteigerungswechselrichter. Push-Pull-Schaltkreise verbinden den neutralen Stecker des Boost-Transformators mit der positiven Stromversorgung, und zwei Wechselröhrchen wechseln sich, die Ausgangswechselstrom, da die Stromtransistoren mit dem Gemeinsamkeiten angeschlossen sind, die Antriebs- und Steuerungsschaltungen einfach und weil Der Transformator hat eine bestimmte Leckageinduktivität und kann den Kurzschlussstrom einschränken und so die Zuverlässigkeit der Schaltung verbessern. Der Nachteil ist, dass die Transformatorauslastung niedrig ist und die Fähigkeit, induktive Lasten zu fördern, schlecht ist.
Die Wechselrichterschaltung in voller Brücke überwindet die Mängel der Push-Pull-Schaltung. Der Leistungstransistor passt die Ausgangsimpulsbreite ein, und der effektive Wert der Ausgangs -Wechselstromspannung ändert sich entsprechend. Da die Schaltung eine Freilaufschleife hat, selbst bei induktiven Lasten, wird die Ausgangsspannungswellenform nicht verzerrt. Der Nachteil dieser Schaltung besteht darin, dass die Stromtransistoren der oberen und unteren Arme den Boden nicht teilen, sodass ein dedizierter Antriebskreis oder eine isolierte Stromversorgung verwendet werden muss. Um die gemeinsame Leitung der oberen und unteren Brückenarme zu verhindern, muss ein Schaltkreis ausgelegt werden, um abgeschaltet und dann eingeschaltet zu werden, dh eine tote Zeit festgelegt und die Schaltungsstruktur komplizierter ist.
Der Ausgang des Push-Pull-Schaltkreises und die Schaltung in voller Brücke muss einen Aufstiegtransformator hinzufügen. Da der Step-up-Transformator groß ist, die Effizienz niedrig und teurer ist, wird die Hochfrequenz-Step-up-Conversion-Technologie verwendet, um umgekehrt zu erreichen, dass die Hochleistungsdichte-Wechselrichter mit hoher Stromdichte realisieren können. Die Stufe in der Frontstufe dieser Wechselrichterschaltung nimmt die Push-Pull-Struktur an, die Arbeitsfrequenz liegt jedoch über 20 kHz. Der Boost-Transformator nimmt hochfrequentes Magnetkernmaterial an, so dass es klein und leicht an Gewicht ist. Nach einer Hochfrequenzinversion wird sie durch einen Hochfrequenztransformator in Hochfrequenzwechselstrom umgewandelt, und dann wird mit einem Hochspannungs-Gleichstrom (im Allgemeinen über 300 V) durch einen Hochfrequenzinstrument-Filter-Filterkreis erreicht und dann durch eine invertiert Stromfrequenz Wechselrichterschaltung.
Mit dieser Schaltungsstruktur wird die Leistung des Wechselrichters erheblich verbessert, der No-Lastverlust des Wechselrichters entsprechend reduziert und die Effizienz verbessert. Der Nachteil der Schaltung ist, dass die Schaltung kompliziert ist und die Zuverlässigkeit niedriger ist als die beiden oben genannten Schaltungen.
Steuerkreis der Wechselrichterschaltung
Die Hauptschaltungen der oben genannten Wechselrichter müssen alle durch einen Steuerkreis realisiert werden. Im Allgemeinen gibt es zwei Kontrollmethoden: Quadratwelle und positive und schwache Welle. Der Wechselrichter -Stromversorgungskreis mit Quadratwellenleistung ist einfach, niedrig, aber eine geringe Effizienz und große harmonische Komponenten. . Sinuswellenausgabe ist der Entwicklungstrend der Wechselrichter. Mit der Entwicklung der Mikroelektronik -Technologie sind auch Mikroprozessoren mit PWM -Funktionen herausgekommen. Daher ist die Wechselrichtertechnologie für die Sinuswellenausgabe gereift.
1. Wechselrichter mit Quadratwellenleistung verwenden derzeit hauptsächlich integrierte Schaltkreise der Pulse-Breitenmodulation wie SG 3 525, TL 494 usw. Die Praxis hat gezeigt, dass die Verwendung von SG3525 -integrierten Schaltkreisen und die Verwendung von Stromfärben als Schaltantriebskomponenten relativ hohe Leistung und Preiswechselrichter erzielen kann. Da SG3525 in der Lage ist, die Leistungsfunktionen direkt zu fördern und interne Referenzquellen- und Betriebsverstärker sowie Unterspannungsschutzfunktionen aufweist, ist der periphere Schaltkreis sehr einfach.
2. Die inverter -Steuerung integrierte Schaltung mit Sinuswellenausgang, der Steuerkreis des Wechselrichters mit Sinuswellenausgang kann von einem Mikroprozessor gesteuert werden, wie von der Intel Corporation, die von Motorola Company produziert wird, wie 80 C 196 MC. MP 16 und PI C 16 C 73, die von der Mi-Cro-Chip-Firma usw. erzeugt werden, usw. Diese Single-Chip-Computer verfügen über mehrere PWM-Generatoren und können die oberen und oberen Brückenarme einstellen. Verwenden Sie während der Tooten den 80 C 196 MC des Intel Company, um den Sinuswellenausgangskreis 80 C 196 MC zu realisieren, um die Sinuswellensignalerzeugung zu vervollständigen und die Wechselstromausgangsspannung zu erfassen, um eine Spannungsstabilisierung zu erreichen.
Auswahl der Leistungsgeräte im Hauptkreis des Wechselrichters
Die Wahl der Hauptleistungskomponenten derWechselrichterist sehr wichtig. Derzeit umfassen die am häufigsten verwendeten Leistungskomponenten Darlington Power Transistors (BJT), Transistoren für Power-Feldeffekte (MOS-F ET), Isolationstatetransistoren (IGB). T) und Turn-Off-Thyristor (GTO) usw., die am häufigsten verwendeten Geräte in Niederspannungssystemen mit kleiner Kapazität sind MOS-FET, da MOS-FET einen niedrigeren Einstiegsspannungsabfall aufweist und die Schaltfrequenz von IG BT im Allgemeinen ist Wird in Systemen mit Hochspannung und großer Kapazität verwendet. Dies liegt daran als Leistungskomponenten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. Okt. 2021
