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在光伏发电系统中 逆变器原理与应用是什么

发布时间:2020-05-13 17:57 分类:光伏技术 来源:光伏行业资讯 作者:大钟 阅读:

文章简介:在光伏发电系统中 逆变器原理与应用是什么,详看下文分享。目前,中国的光伏发电系统主要是直流系统,即太阳能电池产生的电能为电池充电,电池直接向负载供电。

  导读:在光伏发电系统中逆变器原理与应用是什么,详看下文分享。

  目前,中国的光伏发电系统主要是直流系统,即太阳能电池产生的电能为电池充电,电池直接向负载供电。

  例如,在中国西北部,使用了更多的太阳能家用照明系统和远离电网的微电站。这些系统都是直流系统。这种类型的系统结构简单且成本低廉,但是由于负载的直流电压不同(例如12V,24V,48V等),因此很难实现系统的标准化和兼容性,尤其是民用电源。

  由于大多数为交流负载,因此使用直流电源。光伏电源很难作为商品进入市场。另外,光伏发电最终将实现并网运行,必须采用成熟的市场模式,交流光伏发电系统将成为未来光伏发电的主流。

  在光伏发电系统中 逆变器原理与应用是什么

  光伏发电应用中对逆变器的要求

光伏发电系统

  1.需要高效率。

  由于当前太阳能电池价格高昂,为了最大程度地利用太阳能电池并提高系统效率,我们必须尝试提高逆变器的效率。

  2.需要高可靠性。

  目前,光伏发电系统主要用于偏远地区,许多电站无人看管和维护。这就要求逆变器具有合理的电路结构,严格的元器件筛选,并要求逆变器具有各种保护功能,例如输入直流反接保护,交流输出短路保护,过热,过载保护等。

  3.要求直流输入电压具有更大的适应范围。

  由于太阳能电池的端电压会随负载和日照强度而变化,因此尽管电池对太阳能电池的电压有重要影响,但电池电压会随着电池的剩余容量而变化,并随其变化而波动,内阻的影响,特别是当电池老化时,其端电压有较大的变化范围,例如12V电池,其端电压可以在10V〜16V之间变化,这要求逆变器必须在较大的电压下才能确保DC内正常运行输入电压范围,并确保交流输出电压的稳定性。

  4.在中型和大容量光伏发电系统中,逆变器电源的输出应为正弦波,失真较小。

  这是因为在中型和大型系统中,如果使用方波电源,则输出将包含更多的谐波分量,而更高的谐波会导致额外的损耗。许多光伏发电系统装有通信或仪器设备。这些设备对电网质量有很高的要求。当大容量光伏发电系统并网时,为避免公共电网对电力的污染,还要求逆变器输出正弦波电流。

  逆变器将直流电转换为交流电。如果直流电压较低,则通过交流变压器对其进行升压以获得标准的交流电压和频率。

  对于大容量逆变器,由于直流母线电压高,因此交流输出通常可以达到220V,而无需变压器升压。在中,小容量逆变器中,由于直流电压较低,例如12V,24V,因此有必要设计升压电路。

  小容量逆变器通常具有三种类型

  推挽逆变器电路,全桥逆变器电路和高频升压逆变器电路。推挽电路将升压变压器的中性插头连接到正电源。仅功率管交替工作,输出获得交流电。由于功率晶体管接地,因此驱动和控制电路很简单。

  另外,由于变压器具有一定的漏感,因此可以限制短路电流,从而提高了电路的可靠性。缺点是变压器利用率低,驱动感性负载的能力差。

  全桥逆变器电路克服了推挽电路的缺点。功率晶体管调整输出脉冲宽度,并且输出交流电压的有效值会相应变化。由于该电路具有续流电路,即使对于电感性负载,输出电压波形也不会失真。

  该电路的缺点是上桥臂和下桥臂的功率晶体管不共享接地,因此必须使用特殊的驱动电路或隔离式电源。另外,为了防止上桥臂和下桥臂一起导通,有必要在首先关闭之后设计电路,即,必须设置停滞时间,并且电路结构更加复杂。

  逆变器电路的控制电路

逆变器

  上述逆变器的主电路都需要由控制电路来实现。通常,有方波和正弱波两种控制方法。具有方波输出的逆变器电源电路简单,成本低,但效率低,谐波分量大。

  正弦波输出是变频器的发展趋势。随着微电子技术的发展,具有PWM功能的微处理器也应运而生,正弦波输出逆变器技术已经成熟。

  1.目前具有方波输出的逆变器使用脉冲宽度调制集成电路,例如SG3525,TL494等。实践证明,使用SG3525集成电路和使用功率场效应晶体管作为开关电源组件可以实现相对高性能的逆变器。

  由于SG3525具有直接驱动功率场效应晶体管的能力,并且具有内部基准源和运算放大器以及欠压保护功能,因此其外围电路非常简单。

  2.正弦波输出逆变器控制集成电路,正弦波输出逆变器,控制电路可由微处理器控制,例如INTEL公司生产的80C196MC,Motorola公司生产的MP16和MI-CROCHIP公司的PIC16C73等。

  这些单片机具有多个PWM发生器,并且可以设置上桥臂和上桥臂之间的死区时间。 INTE公司的80C196MC用于实现正弦波输出电路。并检测交流输出电压以实现稳压。

  逆变器主电路中功率组件的选择

  选择逆变器的主要功率组件非常重要

  当前,使用的功率元件更多:达林顿功率晶体管(BJT),功率场效应晶体管(MOS-FET),绝缘栅晶体管(IGBT)和可关闭晶闸管(GTO)等,使用的器件更多在低容量低压系统中使用MOSFET,因为MOSFET具有较低的通态压降和较高的开关频率,IGBT通常用于高压大容量系统模块。

  这是因为MOSFET的导通电阻增加了随着电压的升高,IGBT在中容量系统中具有更大的优势,而在大容量(100kVA以上)系统中,通常将GTO用作功率元件。

  以上就是在光伏发电系统中逆变器原理与应用是什么的全文,感谢您的阅读。

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