Yon ti tan pale, pwosesis k ap travay nan yon varyateur PV ka divize an twa etap debaz:koleksyon pouvwa ak optimize, DC-AC konvèsyon, epikadriyaj-konekte/dèn{1}}adaptasyon kadriyaj. Sa ki anba la a se yon pann detaye nan pèspektiv yo nan prensip debaz yo, modil debaz, ak teknoloji kle:
I. Objektif Travay prensipal yo
Karakteristik pwodiksyon modil PV yo trè sansib a ekleraj ak tanperati, prezante yon relasyon ki pa lineyè ant vòltaj pwodiksyon ak aktyèl. Anplis, pouvwa DC ki pwodui dirèkteman pa ka konekte dirèkteman nan griy prensipal la oswa kondwi chaj AC konvansyonèl yo. Se poutèt sa, varyateur la bezwen reyalize de objektif prensipal:
Maksimize pwodiksyon pouvwa: Swiv pwen pwodiksyon maksimòm pouvwa modil PV an tan reyèl atravè teknoloji MPPT pou amelyore efikasite jenerasyon pouvwa otank posib.
Waveform ak senkronizasyon: Konvèti kouran DC an kouran AC sinusoidal ki satisfè nòm rezo yo (avèk vòltaj, frekans, ak faz ki konsistan avèk griy elektrik la) pou asire sekirite-konekte nan griy la oswa operasyon ki estab nan chaj off-griyaj la.
II. Pwosesis k ap travay debaz nan varyateur fotovoltaik
Pran pi komen anenvèstisè PV ki konekte nan griy-kòm yon egzanp, pwosesis travay la an jeneral ka divize an kat etap:
Etap 1: DC Antre ak Filtrage (DC-pwosesis bò)
Pwodiksyon pouvwa DC pa seri/paralèl -modil PV ki konekte yo se pa absoliman ki estab, ak rid vòltaj ak fluctuations aktyèl ki te koze pa chanjman lumières ak diferans ki genyen nan karakteristik modil.
Inverter la premye konekte ak pouvwa DC a atravè yonDC fusible(pou pwoteksyon surkouran) ak aDC vag parasè(pou pwoteksyon vag).
Lè sa a, yon sikwi filtre ki konpoze deDC filtre kondansateur/induktèse itilize lis fluctuations yo nan vòltaj la DC, bay yon opinyon DC ki estab pou etap konvèsyon ki vin apre a.
Etap 2: Maksimòm Power Point Tracking (MPPT)
Sa a se yon lyen kle pou varyateur la amelyore efikasite jenerasyon pouvwa. Prensip debaz la se detekte vòltaj pwodiksyon ak aktyèl modil PV nan tan reyèlalgoritm kontwòl, kalkile pouvwa pwodiksyon aktyèl la, ak dinamik ajiste vòltaj opinyon DC varyateur la pou kenbe modil PV yo opere nan pwen pwodiksyon maksimòm pouvwa a tout tan.
Algoritm MPPT komen: Perturbation ak Obsèvasyon (P&O), konduktivite enkreman (INC). Pami yo, metòd la konduktivite incrémentielle gen pi wo presizyon epi li apwopriye pou senaryo ak chanjman rapid ekleraj.
Metòd aplikasyon: Ajiste vòltaj DC a atravè yonDC-DC konvètisè(tankou yon sikwi Boost step-up). Lè vòltaj pwodiksyon modil PV la ba, kous Boost la ogmante li nan yon vòltaj otobis DC apwopriye pou envèrsyon (egzanp, yon otobis 380V DC ki koresponn ak yon pwodiksyon 380V AC).
Etap 3: DC-AC Konvèsyon (Etap Envèsyon Nwayo)
Sa a se fonksyon debaz varyateur la, ki esansyèlman konvèti pouvwa DC ki estab nan pouvwa AC menm jan ak yon onn sinis atravè gwo -frekans sou-off operasyon an nanpouvwa aparèy switch elektwonik. Dapre diferan estrikti topolojik, li se sitou divize anyon sèl-faz varyateur(pou aplikasyon sivil ki ba-pouvwa) aktwa-faz varyateur(pou aplikasyon endistriyèl ak komèsyal gwo-pouvwa), ak prensip debaz ki konsistan:
Chanje aparèy: Yo adopte tranzistò bipolè pòtay izole (IGBT) oswa metal-oksid-Semiconductor Field-Efè tranzistò (MOSFETs) yo adopte, ki se "chajman elektwonik" pou konvèsyon pouvwa epi yo ka konplete sou -kontwol nan mikrosgond.
Topoloji pon varyateur: Ki pi souvan itilize a se laplen-pon sikwi varyateur(avèk 4 aparèy switch pou yon sèl-faz ak 6 pou twa-faz). Pran yon sèl -sikwi plen-pon an kòm egzanp:
Kontwolè a sotiSiyal batman kè yo (PWM).pou kontwole sekans on-off ak sik devwa 4 IGBT yo.
Lè yo ajiste lajè batman kè a, pwodiksyon "kare vag batman kè tren" pa aparèy pou chanje yo filtre pou fòme pouvwa AC tou pre yon vag sinis.
AC filtraj: pouvwa AC apre envèrsyon gen amonik frekans segondè, ki bezwen filtreLC sikwi filtreki konpoze de induktè AC filtre ak kondansateur pou jwenn pouvwa AC sinusoidal pi bon kalite.
Etap 4: Kadriyaj-konekte/Ete-adaptasyon griy ak pwoteksyon (AC-pwosesis bò)
1. Grid-konekte varyateur: Synchronization ak Grid Connection
Si yo itilize varyateur la pou jenerasyon pouvwa ki konekte nan griy-, li nesesè asire ke pwodiksyon AC pouvwa a senan menm frekans, faz, ak vòltajkòm griy prensipal la:
Tan reyèl -detekte frekans vòltaj la ak faz nan kadriyaj elektrik laFaz-Locked Loop (PLL) teknoloji, ajiste faz la ak frekans pwodiksyon pouvwa AC pa varyateur la, epi reyalize senkronizasyon egzak ak griy pouvwa a.
Konekte nan griy elektrik la atravè yonAC kontakteur, epi asire griy-konekte sekirite atravèIslanding pwoteksyon, pwoteksyon ovèvoltaj / undervoltage, pwoteksyon surkouran, pwoteksyon frekans, elatriye (egzanp, lè kadriyaj pouvwa a soti nan pouvwa, varyateur la dwe sispann travay imedyatman pou anpeche "efè zile a" nan mete an danje pèsonèl antretyen).
2. Off-envèstisè gri yo: Pwovizyon pou pouvwa dirèk
Si yo itilize varyateur la nan yon sistèm ki pa -grid (egzanp, ekipman pou pouvwa fotovoltaik nan zòn ki lwen), se filtè kouran AC sinusoidal dirèkteman apwovizyone nan chaj yo (egzanp, aparèy nan kay la, ekipman endistriyèl). Pandan se tan, li ka konbine avèk pil depo enèji pou reyalize règleman vòltaj ki estab.
III. Kalite prensipal envèstisè fotovoltaik ak diferans topolojik
Diferan kalite varyateur yo gen ti diferans nan topoloji etap envèsyon an epi yo apwopriye pou diferan senaryo:
Santral varyateur(gwo -pouvwa, pou itilizasyon endistriyèl/komèsyal ak plant fotovoltaik):
Adoptetransfòmatè frekans pouvwa/transfòmatè frekans segondè-topoloji. Gen kèk kalite transfòmatè (ki pa-izole) ki reyalize izolasyon atravè kondansateur, ak pouvwa rive nan plizyè megawatt. Yo karakterize pa entegrasyon segondè ak operasyon pratik ak antretyen.
Onduleur fisèl(mwayen ak ti pouvwa, pou itilize nan kay la ak distribye sistèm fotovoltaik):
Chak fisèl PV ekipe ak yon kontwolè MPPT endepandan, epi etap envèsyon an adopte yon topoloji plen -pon. Li ka swiv pwen pouvwa maksimòm chak fisèl poukont li, pou adapte yo ak diferans ki genyen ekleraj ant diferan fisèl (egzanp, lonbraj).
Microinverters(ba-pouvwa, pou sistèm fotovoltaik nan kay la):
Dirèkteman enstale sou do modil PV, ak yon sèl mikroinverter ki koresponn ak yon modil, reyalize "modil-nvèsyon nivo". Li gen pi wo presizyon MPPT e li apwopriye pou anviwònman ekleraj konplèks.
IV. Endikatè teknik kle ak enpak pèfòmans
Envèrsyon efikasite: Envèstisè bon jan kalite -wo ka reyalize yon efikasite maksimòm de plis pase 98% (efikasite Ewopeyen an), ki depann sitou sou pèt kondiksyon nan aparèy switch ak presizyon nan swiv nan MPPT.
Distòsyon amonik total (THD): Grid-konekte varyateur mande pou THD mwens pase oswa egal a 5%. Plis THD a pi ba, pi bon kalite vag sinis pwodiksyon an ak pi piti entèferans nan griy pouvwa a.
Efikasite MPPT: Anjeneral oblije pi gran pase oswa egal a 99%, ki afekte dirèkteman jenerasyon an jeneral pouvwa nan sistèm fotovoltaik la.
Rezime
Sans nan yon varyateur PV se nanreyalize konvèsyon fòm pouvwa atravè modulasyon segondè-frekans ak aparèy switch elektwonik pouvwa kòm nwayo a, pandan y ap reyalize optimize pouvwa ak adaptasyon griy atravè algoritm kontwòl. Nwayo a nan prensip travay li yo chita nan:reyalize optimize pouvwa atravè konvètisè DC-DC, reyalize DC-konvèsyon AC atravè pon varyateur PWM-modile, epi asire koneksyon griy ki an sekirite atravè faz-bouk fèmen ak sikui pwoteksyon.. Pwosesis sa a pa sèlman itilize karakteristik yo ki chanje rapid nan teknoloji elektwonik pouvwa, men tou konbine règleman an egzak nan teyori kontwòl, sèvi kòm yon lyen kle pou itilizasyon efikas nan pouvwa nan sistèm fotovoltaik jenerasyon pouvwa.
