Invertorlar statik konvertorlarning katta guruhiga kiradi, ular orasida bugungi kunda ko'pchilik mavjud'qurilmalari qodir"aylantirish"yuk talablariga mos keladigan chiqishni hosil qilish uchun kirishdagi elektr parametrlari, masalan, kuchlanish va chastota.

Umuman olganda, invertorlar to'g'ridan-to'g'ri tokni o'zgaruvchan tokka aylantirishga qodir qurilmalar bo'lib, sanoat avtomatlashtirish dasturlarida va elektr drayvlarda juda keng tarqalgan. Turli xil invertor turlarining arxitekturasi va dizayni har bir aniq dasturga qarab o'zgaradi, hatto ularning asosiy maqsadi bir xil bo'lsa ham (DC dan AC ga o'tkazish).

1. Mustaqil va tarmoqqa ulangan invertorlar

Fotovoltaik dasturlarda ishlatiladigan invertorlar tarixan ikkita asosiy toifaga bo'lingan:

:Mustaqil invertorlar

:Tarmoqqa ulangan invertorlar

Mustaqil invertorlar fotovoltaik stansiya asosiy energiya taqsimlash tarmog'iga ulanmagan holatlar uchun mo'ljallangan. Inverter ulangan yuklarga elektr energiyasini yetkazib bera oladi, bu esa asosiy elektr parametrlarining (kuchlanish va chastota) barqarorligini ta'minlaydi. Bu ularni oldindan belgilangan chegaralar ichida ushlab turadi va vaqtinchalik ortiqcha yuklanish holatlariga bardosh bera oladi. Bunday holatda, uzluksiz energiya ta'minotini ta'minlash uchun inverter batareya saqlash tizimi bilan ulangan.

Boshqa tomondan, tarmoqqa ulangan invertorlar ulangan elektr tarmog'i bilan sinxronlasha oladi, chunki bu holda kuchlanish va chastota"majburan"asosiy tarmoq orqali. Ushbu invertorlar jiddiy xavf tug'dirishi mumkin bo'lgan asosiy tarmoqning teskari ta'minotining oldini olish uchun asosiy tarmoq ishlamay qolganda uzilib qolishi kerak.

1-rasm - Mustaqil tizim va tarmoqqa ulangan tizimga misol. Rasm Biblus tomonidan taqdim etilgan.

2. Avtobus kondensatorining roli nima?

Inverterning maqsadi ma'lum bir chastotada va kichik fazali burchak bilan yukga (masalan, elektr tarmog'iga) quvvat yuborish uchun doimiy tok to'lqin shaklidagi kuchlanishni o'zgaruvchan tok signaliga aylantirishdir (φ ≈0). Bir fazali unipolyar impuls kengligi modulyatsiyasi (PWM) uchun soddalashtirilgan sxema rasmda ko'rsatilgan.2 (xuddi shu umumiy sxemani uch fazali tizimga ham kengaytirish mumkin). Ushbu sxemada, manba induktivligiga ega bo'lgan doimiy tok kuchlanish manbai sifatida ishlaydigan fotovoltaik tizim erkin aylanadigan diodlar bilan parallel ravishda to'rtta IGBT kalitlari orqali AC signaliga aylantiriladi. Ushbu kalitlar odatda tashuvchi to'lqinni (odatda kerakli chiqish chastotasining sinus to'lqini) va ancha yuqori chastotadagi mos yozuvlar to'lqinini (odatda 5-20 kHz chastotadagi uchburchak to'lqin) taqqoslaydigan IC chiqishi bo'lgan PWM signali orqali boshqariladi. IGBTlarning chiqishi LC filtrlarining turli topologiyalarini qo'llash orqali foydalanish yoki panjara in'ektsiyasi uchun mos keladigan AC signaliga aylantiriladi.

Narxni oling

2-rasm: Pulsli kenglik modulyatsiyasi (PWM) bir fazaliinverter sozlamalari. IGBT kalitlari LC chiqish filtri bilan birgalikda DC kirish signalini foydalanishga yaroqli AC signaliga aylantiradi. Bu esafotovoltaik terminallar bo'ylab zararli kuchlanish to'lqini. ShinaKondensator bu to'lqinni kamaytirish uchun o'lchamlangan.

IGBTlarning ishlashi fotovoltaik massiv terminaliga to'lqin kuchlanishini kiritadi. Bu to'lqin fotovoltaik tizimning ishlashiga zararli, chunki eng ko'p quvvatni olish uchun terminallarga qo'llaniladigan nominal kuchlanish IV egri chizig'ining maksimal quvvat nuqtasida (MPP) ushlab turilishi kerak. Fotovoltaik terminallardagi kuchlanish to'lqini tizimdan olingan quvvatni tebranadi, natijada

pastroq o'rtacha quvvat chiqishi (3-rasm). Kuchlanish to'lqinini tekislash uchun shinaga kondansatör qo'shilgan.

3-rasm: PWM inverter sxemasi tomonidan fotovoltaik terminallarga kiritilgan kuchlanish to'lqini qo'llaniladigan kuchlanishni fotovoltaik massivning maksimal quvvat nuqtasidan (MPP) siljitadi. Bu massivning chiqish quvvatiga to'lqin kiritadi, natijada o'rtacha chiqish quvvati nominal MPP dan past bo'ladi.

Kuchlanish to'lqinining amplitudasi (cho'qqidan cho'qqisiga) kommutatsiya chastotasi, fotovoltaik kuchlanish, avtobus sig'imi va filtr induktivligi bilan quyidagicha aniqlanadi:

qayerda:

VPV quyosh panelidagi doimiy tok kuchlanishidir,

Cbus - bu avtobus kondensatorining sig'imi,

L - filtr induktorlarining induktivligi,

fPWM - bu kommutatsiya chastotasi.

(1) tenglama zaryadlash paytida kondensator orqali zaryad oqishini oldini oladigan va keyin elektr maydonida joylashgan energiyani qarshiliksiz chiqarib yuboradigan ideal kondensatorga nisbatan qo'llaniladi. Aslida, hech bir kondensator ideal emas (4-rasm), lekin u bir nechta elementlardan iborat. Ideal sig'imga qo'shimcha ravishda, dielektrik mukammal qarshilikka ega emas va anoddan katodga dielektrik sig'imini (C) chetlab o'tib, chekli shunt qarshiligi (Rsh) bo'ylab kichik oqish oqimi oqadi. Kondensator orqali oqim oqayotganida, pinlar, folga va dielektrik mukammal o'tkazuvchan emas va sig'im bilan ketma-ket ulangan ekvivalent ketma-ket qarshilik (ESR) mavjud. Va nihoyat, kondansator magnit maydonda ma'lum bir energiyani saqlaydi, shuning uchun sig'im va ESR bilan ketma-ket ulangan ekvivalent ketma-ket induktivlik (ESL) mavjud.

4-rasm: Umumiy kondensatorning ekvivalent sxemasi. Kondensator budielektrik sig'im (C), kondensatorni chetlab o'tuvchi dielektrik orqali cheksiz bo'lmagan shunt qarshiligi, ketma-ket qarshilik (ESR) va ketma-ket induktivlik (ESL) kabi ko'plab ideal bo'lmagan elementlardan iborat.

Kondensator kabi oddiy ko'rinadigan komponentda ham ishlamay qolishi yoki yomonlashishi mumkin bo'lgan bir nechta elementlar mavjud. Ushbu elementlarning har biri invertorning ishlashiga, ham AC, ham DC tomonlarida ta'sir qilishi mumkin. Nomukammal kondansatör komponentlarining yomonlashuvining PV terminallari bo'ylab kiritilgan kuchlanish to'lqiniga ta'sirini aniqlash uchun PWM unipolyar H-ko'prikli invertori (2-rasm) SPICE yordamida simulyatsiya qilindi. Filtr kondensatorlari va induktorlari mos ravishda 250µF va 20mH da ushlab turiladi. IGBTlar uchun SPICE modellari Petrie va boshqalarning ishlaridan olingan. IGBT kalitlarini boshqaradigan PWM signali mos ravishda yuqori va past tomonli IGBT kalitlari uchun taqqoslagich va inverting taqqoslagich sxemasi tomonidan aniqlanadi. PWM boshqaruvlari uchun kirish 9,5V, 60Hz sinus tashuvchi to'lqin va 10V, 10kHz uchburchak to'lqindir.

CRE yechimi

CRE - bu plyonkali kondensatorlar ishlab chiqarishga ixtisoslashgan yuqori texnologiyali korxona bo'lib, elektr energiyasini qo'llashga ixtisoslashgan.

CRE PV invertorlari uchun DC-link, AC-filtr va snubberni o'z ichiga olgan plyonkali kondensator seriyasining etuk yechimini taklif etadi.