Hiện tại, hệ thống phát điện quang điện của Trung Quốc chủ yếu là một hệ thống DC, để sạc năng lượng điện do pin mặt trời tạo ra và pin trực tiếp cung cấp năng lượng cho tải. Ví dụ, hệ thống chiếu sáng hộ gia đình năng lượng mặt trời ở Tây Bắc Trung Quốc và hệ thống cung cấp điện trạm lò vi sóng cách xa lưới là tất cả các hệ thống DC. Loại hệ thống này có cấu trúc đơn giản và chi phí thấp. Tuy nhiên, do các điện áp DC tải khác nhau (chẳng hạn như 12V, 24V, 48V, v.v.), rất khó để đạt được tiêu chuẩn hóa và khả năng tương thích của hệ thống, đặc biệt là đối với sức mạnh dân sự, vì hầu hết các tải AC được sử dụng với công suất DC. Rất khó để cung cấp năng lượng quang điện để cung cấp điện vào thị trường như một hàng hóa. Ngoài ra, việc phát điện quang điện cuối cùng sẽ đạt được hoạt động kết nối lưới, phải áp dụng mô hình thị trường trưởng thành. Trong tương lai, các hệ thống phát điện quang điện AC sẽ trở thành chủ đạo của việc phát điện quang điện.
Các yêu cầu của hệ thống phát điện quang điện để cung cấp năng lượng biến tần
Hệ thống phát điện quang điện sử dụng đầu ra công suất AC bao gồm bốn phần: mảng quang điện, bộ điều khiển sạc và phóng điện, pin và biến tần (hệ thống phát điện kết nối lưới thường có thể tiết kiệm pin) và biến tần là thành phần chính. Quang điện có yêu cầu cao hơn đối với bộ biến tần:
1. Hiệu quả cao là bắt buộc. Do giá cao của pin mặt trời hiện nay, để tối đa hóa việc sử dụng pin mặt trời và cải thiện hiệu quả hệ thống, cần phải cố gắng cải thiện hiệu quả của biến tần.
2. Độ tin cậy cao là bắt buộc. Hiện tại, các hệ thống phát điện quang điện chủ yếu được sử dụng ở các khu vực xa xôi, và nhiều trạm năng lượng không được giám sát và duy trì. Điều này đòi hỏi biến tần phải có cấu trúc mạch hợp lý, lựa chọn thành phần nghiêm ngặt và yêu cầu biến tần phải có các chức năng bảo vệ khác nhau, chẳng hạn như bảo vệ kết nối phân cực DC đầu vào, bảo vệ ngắn mạch đầu ra AC, bảo vệ quá tải, bảo vệ quá tải, v.v.
3. Điện áp đầu vào DC được yêu cầu để có một phạm vi thích ứng rộng. Do điện áp đầu cuối của pin thay đổi theo tải và cường độ của ánh sáng mặt trời, mặc dù pin có ảnh hưởng quan trọng đến điện áp pin, điện áp pin dao động với sự thay đổi dung lượng của pin và điện trở bên trong. Đặc biệt là khi pin lão hóa, điện áp đầu cuối của nó rất khác nhau. Ví dụ, điện áp đầu cuối của pin 12 V có thể thay đổi từ 10 V đến 16 V. Điều này yêu cầu biến tần hoạt động ở DC lớn hơn đảm bảo hoạt động bình thường trong phạm vi điện áp đầu vào và đảm bảo tính ổn định của điện áp đầu ra AC.
4. Trong các hệ thống phát điện quang điện trung bình và công suất lớn, đầu ra của nguồn điện biến tần phải là sóng hình sin với độ méo ít hơn. Điều này là do trong các hệ thống công suất trung bình và lớn, nếu công suất sóng vuông được sử dụng, đầu ra sẽ chứa nhiều thành phần hài hơn và sóng hài cao hơn sẽ tạo ra các tổn thất bổ sung. Nhiều hệ thống phát điện quang điện được nạp với thiết bị giao tiếp hoặc thiết bị. Các thiết bị có yêu cầu cao hơn về chất lượng của lưới điện. Khi các hệ thống phát điện quang điện trung bình và công suất lớn được kết nối với lưới điện, để tránh ô nhiễm năng lượng với lưới công cộng, biến tần cũng được yêu cầu để tạo ra dòng sóng hình sin.
Biến tần chuyển đổi dòng điện trực tiếp thành dòng điện xoay chiều. Nếu điện áp dòng điện trực tiếp thấp, nó sẽ được tăng cường bởi một máy biến áp dòng xen kẽ để có được một điện áp và tần số dòng điện xoay chiều tiêu chuẩn. Đối với các bộ biến tần công suất lớn, do điện áp xe buýt DC cao, đầu ra AC thường không cần máy biến áp để tăng điện áp lên 220V. Trong các bộ biến tần công suất trung bình và nhỏ, điện áp DC tương đối thấp, chẳng hạn như 12V, cho 24V, phải thiết kế mạch tăng. Các bộ biến tần có dung lượng trung bình và nhỏ thường bao gồm các mạch biến tần kéo, mạch biến tần cầu đầy đủ và mạch biến tần tăng tần số cao. Các mạch kéo đẩy kết nối phích cắm trung tính của máy biến áp tăng với nguồn điện dương và hai ống nguồn thay thế công việc, công suất AC đầu ra, bởi vì các bóng bán dẫn điện được kết nối với mặt đất chung, các mạch điều khiển và điều khiển rất đơn giản và do đó có phải là một sự tự do rò rỉ nhất định, nó có thể giới hạn dòng chảy ngắn. Nhược điểm là việc sử dụng máy biến áp thấp và khả năng lái xe cảm ứng là kém.
Mạch biến tần cầu toàn cầu khắc phục những thiếu sót của mạch kéo đẩy. Transitor công suất điều chỉnh chiều rộng xung đầu ra và giá trị hiệu quả của điện áp AC đầu ra thay đổi tương ứng. Bởi vì mạch có một vòng tự do, ngay cả đối với tải trọng cảm ứng, dạng sóng điện áp đầu ra sẽ không bị biến dạng. Nhược điểm của mạch này là các bóng bán dẫn năng lượng của cánh tay trên và dưới không chia sẻ mặt đất, do đó phải sử dụng mạch ổ đĩa chuyên dụng hoặc nguồn điện bị cô lập. Ngoài ra, để ngăn chặn sự dẫn truyền chung của cánh tay trên và dưới, một mạch phải được thiết kế để tắt và sau đó bật, nghĩa là thời gian chết phải được đặt và cấu trúc mạch phức tạp hơn.
Đầu ra của mạch kéo đẩy và mạch toàn cầu phải thêm một máy biến áp bước lên. Bởi vì máy biến áp tăng cường có kích thước lớn, hiệu quả thấp và đắt hơn, với sự phát triển của công nghệ điện tử và điện tử điện tử, công nghệ chuyển đổi tăng tần số cao được sử dụng để đạt được đảo ngược, nó có thể nhận ra biến tần mật độ công suất cao. Mạch tăng tốc độ phía trước của mạch biến tần này áp dụng cấu trúc kéo đẩy, nhưng tần số làm việc là trên 20kHz. Boost Transformer áp dụng vật liệu lõi từ tần số cao, vì vậy nó có kích thước nhỏ và nhẹ về trọng lượng. Sau khi đảo ngược tần số cao, nó được chuyển đổi thành dòng điện xen kẽ tần số cao thông qua một máy biến áp tần số cao, và sau đó dòng điện trực tiếp điện áp cao (thường là trên 300V) được lấy thông qua mạch lọc chỉnh lưu tần số cao, sau đó đảo ngược thông qua mạch biến tần điện.
Với cấu trúc mạch này, sức mạnh của biến tần được cải thiện rất nhiều, mất không tải của biến tần được giảm tương ứng và hiệu quả được cải thiện. Nhược điểm của mạch là mạch phức tạp và độ tin cậy thấp hơn hai mạch trên.
Mạch điều khiển mạch biến tần
Các mạch chính của các bộ biến tần được đề cập ở trên đều cần phải được thực hiện bằng một mạch điều khiển. Nói chung, có hai phương pháp điều khiển: sóng vuông và sóng dương và yếu. Mạch cung cấp năng lượng biến tần với đầu ra sóng vuông rất đơn giản, chi phí thấp, nhưng hiệu quả thấp và lớn trong các thành phần hài hòa. . Đầu ra sóng hình sin là xu hướng phát triển của bộ biến tần. Với sự phát triển của công nghệ vi điện tử, các bộ vi xử lý với các chức năng PWM cũng đã được đưa ra. Do đó, công nghệ biến tần cho đầu ra sóng hình sin đã trưởng thành.
1. Các bộ biến tần có đầu ra sóng vuông hiện chủ yếu sử dụng các mạch tích hợp điều chế độ rộng xung, chẳng hạn như SG 3 525, TL 494, v.v. Thực tiễn đã chứng minh rằng việc sử dụng các mạch tích hợp SG3525 và việc sử dụng FET năng lượng vì các thành phần công suất chuyển đổi có thể đạt được hiệu suất và biến tần giá tương đối cao. Bởi vì SG3525 có khả năng điều khiển trực tiếp khả năng FETS và có nguồn tham chiếu nội bộ và bộ khuếch đại hoạt động và chức năng bảo vệ thấp, do đó mạch ngoại vi của nó rất đơn giản.
2. Mạch tích hợp điều khiển biến tần với đầu ra sóng hình sin, mạch điều khiển của biến tần với đầu ra sóng hình sin có thể được điều khiển bởi bộ vi xử lý, chẳng hạn như 80 C C 196 MC do Intel Corporation sản xuất và do Công ty Motorola sản xuất. MP 16 và PI C 16 C 73 được sản xuất bởi Công ty Mi-cro Chip, v.v. Trong thời gian chết, hãy sử dụng 80 C 196 MC của Công ty Intel để nhận ra mạch đầu ra sóng hình sin, 80 C C 196 MC để hoàn thành việc tạo tín hiệu sóng hình sin và phát hiện điện áp đầu ra AC để đạt được ổn định điện áp.
Lựa chọn các thiết bị năng lượng trong mạch chính của biến tần
Sự lựa chọn của các thành phần sức mạnh chính củabiến tầnlà rất quan trọng. Hiện tại, các thành phần năng lượng được sử dụng nhiều nhất bao gồm Darlington Power Transitor (BJT), Power Field Effect Transitor (MOS-F ET), Transitor Cổng cách điện (IGB). T) và thyristor tắt (GTO), v.v., các thiết bị được sử dụng nhiều nhất trong các hệ thống điện áp thấp dung lượng nhỏ là MOS FET, bởi vì MOS FET có mức giảm điện áp ở trạng thái thấp hơn và tần số chuyển đổi của IG BT thường được sử dụng trong các hệ thống điện áp cao và công suất lớn cao hơn. Điều này là do điện trở tại trạng thái của MOS FET tăng khi tăng điện áp và Ig BT nằm trong các hệ thống công suất trung bình chiếm một lợi thế lớn hơn, trong khi trong các hệ thống siêu lớn (trên 100 kVa), GTO thường được sử dụng làm thành phần năng lượng.
Thời gian đăng: Tháng 10-21-2021
