逆變器的原理及其應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)
目前我國光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是直流系統(tǒng),即將太陽電池發(fā)出的電能給蓄電池充電,而蓄電池直接給負載供電,如我國西北地區(qū)使用較多的太陽能
目前我國光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是直流系統(tǒng),即將太陽電池發(fā)出的電能給蓄電池充電,而蓄電池直接給負載供電,如我國西北地區(qū)使用較多的太陽能戶用照明系統(tǒng)以及遠離電網(wǎng)的微波站供電系統(tǒng)均為直流系統(tǒng)。此類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,但由于負載直流電壓的不同(如12v、24v、48v等),很難實現(xiàn)系統(tǒng)的標準化和兼容性,特別是民用電力,由于大多為交流負載,以直流電力供電的光伏電源很難作為商品進入市場。另外,光伏發(fā)電最終將實現(xiàn)并網(wǎng)運行,這就必須采用成熟的市場模式,今后交流光伏發(fā)電系統(tǒng)必將成為光伏發(fā)電的主流。光伏發(fā)電系統(tǒng)對逆變電源的要求采用交流電力輸出的光伏發(fā)電系統(tǒng),由光伏陣列、充放電控制器、蓄電池和逆變器四部分組成(并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一般可省去蓄電池),而逆變器是關(guān)鍵部件。光伏發(fā)電系統(tǒng)對逆變器要求較高:
1.要求具有較高的效率。由于目前太陽電池的價格偏高,為了最大限度地利用太陽電池,提高系統(tǒng)效率,必須設(shè)法提高逆變器的效率。
2.要求具有較高的可靠性。目前光伏發(fā)電系統(tǒng)主要用于邊遠地區(qū),許多電站無人值守和維護,這就要求逆變器具有合理的電路結(jié)構(gòu),嚴格的元器件篩選,并要求逆變器具備各種保護功能,如輸入直流極性接反保護,交流輸出短路保護,過熱、過載保護等。
3.要求直流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍,由于太陽電池的端電壓隨負載和日照強度而變化,蓄電池雖然對太陽電池的電壓具有重要作用,但由于蓄電池的電壓隨蓄電池剩余容量和內(nèi)阻的變化而波動,特別是當蓄電池老化時其端電壓的變化范圍很大,如12v蓄電池,其端電壓可在10v~16v之間變化,這就要求逆變器必須在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)保證正常工作,并保證交流輸出電壓的穩(wěn)定。
4.在中、大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)中,逆變電源的輸出應(yīng)為失真度較小的正弦波。這是由于在中、大容量系統(tǒng)中,若采用方波供電,則輸出將含有較多的諧波分量,高次諧波將產(chǎn)生附加損耗,許多光伏發(fā)電系統(tǒng)的負載為通信或儀表設(shè)備,這些設(shè)備對電網(wǎng)品質(zhì)有較高的要求,當中、大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行時,為避免與公共電網(wǎng)的電力污染,也要求逆變器輸出正弦波電流。逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電,若直流電壓較低,則通過交流變壓器升壓,即得到標準交流電壓和頻率。對大容量的逆變器,由于直流母線電壓較高,交流輸出一般不需要變壓器升壓即能達到220v,在中、小容量的逆變器中,由于直流電壓較低,如12v、24v,就必須設(shè)計升壓電路。中、小容量逆變器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,推挽電路,將升壓變壓器的中性插頭接于正電源,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(qū)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。全橋逆變電路克服了推挽電路的缺點,功率晶體管調(diào)節(jié)輸出脈沖寬度,輸出交流電壓的有效值即隨之改變。由于該電路具有續(xù)流回路,即使對感性負載,輸出電壓波形也不會畸變。該電路的缺點是上、下橋臂的功率晶體管不共地,因此必須采用專門驅(qū)動電路或采用隔離電源。
另外,為防止上、下橋臂發(fā)生共同導(dǎo)通,必須設(shè)計先關(guān)斷后導(dǎo)通電路,即必須設(shè)置死區(qū)時間,其電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 推挽電路和全橋電路的輸出都必須加升壓變壓器,由于升壓變壓器體積大,效率低,價格也較貴,隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,采用高頻升壓變換技術(shù)實現(xiàn)逆變,可實現(xiàn)高功率密度逆變,這種逆變電路的前級升壓電路采用推挽結(jié)構(gòu),但工作頻率均在20khz以上,升壓變壓器采用高頻磁芯材料,因而體積小、重量輕,高頻逆變后經(jīng)過高頻變壓器變成高頻交流電,又經(jīng)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(xiàn)逆變。采用該電路結(jié)構(gòu),使逆變器功率大大提高,逆變器的空載損耗也相應(yīng)降低,效率得到提高,該電路的缺點是電路復(fù)雜,可靠性比上述兩種電路低。
責(zé)任編輯:售電小陳
免責(zé)聲明:本文僅代表作者個人觀點,與本站無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實,對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。
我要收藏
個贊
-
現(xiàn)貨模式下谷電用戶價值再評估
2020-10-10電力現(xiàn)貨市場,電力交易,電力用戶 -
PPT | 高校綜合能源服務(wù)有哪些解決方案?
2020-10-09綜合能源服務(wù),清潔供熱,多能互補 -
深度文章 | “十三五”以來電力消費增長原因分析及中長期展望
2020-09-27電力需求,用電量,全社會用電量
-
PPT | 高校綜合能源服務(wù)有哪些解決方案?
2020-10-09綜合能源服務(wù),清潔供熱,多能互補 -
深度文章 | “十三五”以來電力消費增長原因分析及中長期展望
2020-09-27電力需求,用電量,全社會用電量 -
我國電力改革涉及的電價問題
-
電化學(xué)儲能應(yīng)用現(xiàn)狀及對策研究
2019-08-14電化學(xué)儲能應(yīng)用 -
《能源監(jiān)測與評價》——能源系統(tǒng)工程之預(yù)測和規(guī)劃
-
《能源監(jiān)測與評價》——能源系統(tǒng)工程之基本方法
-
貴州職稱論文發(fā)表選擇泛亞,論文發(fā)表有保障
2019-02-20貴州職稱論文發(fā)表 -
《電力設(shè)備管理》雜志首屆全國電力工業(yè) 特約專家征文
2019-01-05電力設(shè)備管理雜志 -
國內(nèi)首座蜂窩型集束煤倉管理創(chuàng)新與實踐
-
人力資源和社會保障部:電線電纜制造工國家職業(yè)技能標準
-
人力資源和社會保障部:變壓器互感器制造工國家職業(yè)技能標準
-
《低壓微電網(wǎng)并網(wǎng)一體化裝置技術(shù)規(guī)范》T/CEC 150
2019-01-02低壓微電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范
-
現(xiàn)貨模式下谷電用戶價值再評估
2020-10-10電力現(xiàn)貨市場,電力交易,電力用戶 -
建議收藏 | 中國電價全景圖
2020-09-16電價,全景圖,電力 -
一張圖讀懂我國銷售電價附加
2020-03-05銷售電價附加