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      1. 屋頂太陽能發電

        光伏系統中的逆變器原理

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        光伏系統中的逆變器原理

        2022-01-14 10:09:49

        光伏系統主要是直流系統。也就是說,太陽能電池產生的電能為電池充電,電池直接為負載供電。例如,我國西北部的太陽能家庭照明系統和遠離電網的微波站供電系統都是直流系統。該類系統結構簡單,成本低,但由于負載直流電壓不同(12V、24V、48V等),系統標準化、兼容,特別是對私用電源。負載為交流負載,作為直流電源供電的商用光伏電源很難進入市場。另外,光伏終將隨著并網的發展而成熟,未來交流光伏系統將成為光伏的主流。


        1、光伏發電系統對逆變電源的要求

        使用交流電輸出的光伏發電系統由光伏發電陣列、充放電控制器、蓄電池、逆變電源四部分組成(并網發電系統一般節省蓄電池),逆變電源是關鍵。配料就是。光伏系統的逆變器功率要求很高。


        (1)需要更高的效率。由于太陽能電池價格昂貴,因此必須努力提高逆變電源的效率,以充分利用太陽能電池,提高系統效率。


        (2)要求具有較高的可靠性。目前,光伏發電系統主要應用于偏遠地區,很多電廠都是無人維護,因此逆變電源需要合理的電路結構和嚴格的元器件選擇,電源需要各種保護。輸入直流極性連接保護、交流輸出短路保護、過熱、過載保護等功能。


        (3)直流輸入電壓需要應用的范圍很廣。由于太陽能電池的端電壓會隨著負載和太陽光的強度而變化,因此電池對太陽能電池的電壓有鉗位作用,但電池的電壓會隨著電池的剩余容量而變化。內阻波動。尤其是當電池隨時間老化時,其端電壓會發生顯著變化。例如,12V 電池的端電壓可以在 10V 到 16V 之間變化。逆變電源需要較大的直流。在輸入電壓范圍內正常工作,保證交流輸出電壓的穩定性。


        (4)在中大容量光伏發電系統中,逆變電源的輸出必須是失真很小的正弦波。這是因為在中、大容量系統中,使用方波電源時,輸出中含有較多的諧波成分,高次諧波會造成額外的損耗。許多光伏系統都配備了通信或儀表設備。是電網品質優良的設備。中、大容量光伏系統接入電網時,還需要逆變電源輸出正弦電流,防止公共電網的電能污染。

        光伏系統

        2.逆變電源的原理與電路結構

        逆變器電源將直流電轉換為交流電。電路原理表明,功率晶體管T1、T3、T2、T4交替導通,得到交流電源。如果直流電壓低,則由交流電升壓。用于獲得標準交流電壓和頻率的電流傳感器。對于大容量逆變電源,直流母線電壓比較高。一般情況下,交流輸出無需transboost即可達到220V。對于中小容量逆變電源,直流電壓比較低,比如12V。和24V。,需要設計升壓電路。


        中、小容量逆變電源一般有推挽逆變電路、全橋逆變電路和高頻升壓逆變電路三種其主電路的推挽電路,將升壓變壓器的中性抽頭接于正電源,兩只功率管交替工作,輸出得到交流電力,由于功率晶體管共地邊接,驅動及控制電路簡單,另外由于變壓器具有一定的漏感,可限制短路電流,因而提高了電路的可靠性。其缺點是變壓器利用率低,帶動感性負載的能力較差。


        所示的全橋逆變電路克服了推挽電路的缺點。功率晶體管T1、T4、T2、T3反相,T1和T2的相位差為180度。調整T1和T2的輸出脈寬會相應地改變輸出交流電壓的有效值。顯示了四個功率晶體管的控制信號和輸出波形。該電路具有續流回路,因為它能夠同時導通 T2 和 T4。即使有感性負載,輸出電壓波形也不會失真。.. 該電路的缺點是上下臂的功率晶體管不共用地,因此需要使用專用驅動電路或隔離電源。另外,T1、T4、T2、T3之間必須設計電路,防止上下橋臂共通。必須先關閉電路,然后再打開。所以死區時間是:如果設置為 ,電路結構會更加復雜。


        必須在推挽電路和全橋電路的輸出端添加升壓變壓器。隨著電力電子和微電子技術的發展,工頻升壓變壓器體積大、效率低且價格昂貴。采用高頻升壓轉換技術。為了實現逆變器,我們實現了高功率密度逆變器。該逆變電路前面的升壓電路采用推挽結構,但工作頻率為20KHz或更高。由于升壓變壓器采用高頻磁芯材料,體積小/重量輕,高頻逆變器通過高頻變壓器轉換為高頻交流電,又經高頻整流濾波電路得到高壓直流電(一般均在300V以上)再通過工頻逆變電路實現逆變。


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