Инвертерите припаѓаат на голема група статични конвертори, кои вклучуваат многу од денешните'Уредите можат да“конвертирате”електричните параметри во влезот, како што се напонот и фреквенцијата, за да се произведе излез кој е компатибилен со барањата на оптоварувањето.

Општо земено, инвертерите се уреди способни да ја претвораат директната струја во наизменична струја и се доста чести во апликациите за индустриска автоматизација и електрични погони.Архитектурата и дизајнот на различни типови инвертери се менуваат во зависност од секоја специфична апликација, дури и ако јадрото на нивната главна цел е иста (конверзија од DC во AC).

1. Самостојни и поврзани со мрежа инвертери

Инвертерите што се користат во фотоволтаичните апликации се историски поделени во две главни категории:

:Самостојни инвертери

:Инвертери поврзани со мрежа

Самостојните инвертери се за апликации каде што ФВ постројката не е приклучена на главната дистрибутивна мрежа на енергија.Инверторот е способен да снабдува електрична енергија на поврзаните оптоварувања, обезбедувајќи стабилност на главните електрични параметри (напон и фреквенција).Ова ги одржува во однапред дефинирани граници, способни да издржат привремени ситуации на преоптоварување.Во оваа ситуација, инверторот е поврзан со систем за складирање на батерии со цел да се обезбеди постојано снабдување со енергија.

Инвертерите поврзани на мрежата, од друга страна, се способни да се синхронизираат со електричната мрежа на која се поврзани бидејќи, во овој случај, напонот и фреквенцијата се“наметнати”од главната мрежа.Овие инвертери мора да бидат способни да се исклучат ако главната мрежа откажа за да се избегне какво било можно обратно напојување на главната мрежа, што може да претставува сериозна опасност.

Слика 1 - Пример за самостоен систем и систем поврзан со мрежа.Сликата е обезбедена од Библус.

2. Која е улогата на кондензаторот на автобусот

Целта на инвертерот е да трансформира DC брановиден напон во AC сигнал со цел да внесе енергија во оптоварување (на пр. електричната мрежа) со дадена фреквенција и со мал фазен агол (φ ≈0).Поедноставено коло за еднофазна униполарна модулација на ширина на пулсот (PWM) е прикажано на слика2 (истата општа шема може да се прошири на трифазен систем).Во оваа шема, PV систем, кој делува како извор на DC напон со одредена изворна индуктивност, е обликуван во AC сигнал преку четири IGBT прекинувачи паралелно со диоди со слободно тркала.Овие прекинувачи се контролираат на портата преку PWM сигнал, кој вообичаено е излез на IC кој споредува носител бран (обично синусен бран од саканата излезна фреквенција) и референтен бран на значително повисока фреквенција (обично триаголен бран на 5-20 kHz).Излезот на IGBT е обликуван во AC сигнал погоден за употреба или вбризгување на мрежа преку примена на различни топологии на LC филтри.

Добијте понуда

Слика 2: Модулација на широчина на импулси (PWM) еднофазнапоставување на инвертер.IGBT прекинувачите, заедно со LC излезниот филтер, го обликуваат влезниот DC сигнал во употреблив AC сигнал.Ова предизвикува аштетно бранување на напон низ PV терминалите.Автобускондензаторот е со големина со цел да се намали овој бран.

Работата на IGBT внесува брановиден напон на терминалот на PV низата.Ова бранување е штетно за работата на ФВ системот, бидејќи номиналниот напон што се применува на терминалите треба да се задржи на точката на максимална моќност (MPP) на кривата IV за да се извлече најголема моќност.Бран на напон на PV терминалите ќе ја осцилира моќноста извлечена од системот, што резултира со

помала просечна излезна моќност (слика 3).Кондензатор се додава на магистралата со цел да се изедначи бранувањето на напонот.

Слика 3: Напонскиот бран воведен на PV терминалите со шемата на инвертерот PWM го поместува применетиот напон од максималната точка на моќност (MPP) на PV низата.Ова воведува бранување во излезната моќност на низата, така што просечната излезна моќност е помала од номиналната MPP

Амплитудата (од врв до врв) на бранувањето на напонот се определува со фреквенцијата на префрлување, PV напон, капацитивност на автобусот и индуктивност на филтерот според:

каде:

VPV е DC напон на соларни панели,

Cbus е капацитетот на магистралниот кондензатор,

L е индуктивноста на индукторите на филтерот,

fPWM е фреквенција на префрлување.

Равенката (1) се однесува на идеален кондензатор кој спречува полнењето да тече низ кондензаторот за време на полнењето и потоа ја испушта енергијата лоцирана во електричното поле без отпор.Во реалноста, ниту еден кондензатор не е идеален (слика 4), туку е составен од повеќе елементи.Покрај идеалната капацитивност, диелектрикот не е совршено отпорен и мала струја на истекување тече од анодата до катодата долж конечниот отпор на шант (Rsh), заобиколувајќи ја диелектричната капацитивност (C).Кога тече струја низ кондензаторот, игличките, фолиите и диелектрикот не се совршено спроводливи и има еквивалентен сериски отпор (ESR) во серија со капацитетот.Конечно, кондензаторот складира одредена енергија во магнетното поле, така што има еквивалентна сериска индуктивност (ESL) во серија со капацитетот и ESR.

Слика 4: Еквивалентно коло на генерички кондензатор.Кондензатор есоставен од многу неидеални елементи, вклучително и диелектрична капацитивност (C), неконечен отпор на шант низ диелектрикот што го заобиколува кондензаторот, сериски отпор (ESR) и сериска индуктивност (ESL).

Дури и во компонента навидум едноставна како кондензатор, постојат повеќе елементи кои можат да откажат или да се деградираат.Секој од овие елементи може да влијае на однесувањето на инвертерот, и на AC и DC страните.Со цел да се одреди ефектот на деградација на неидеалните компоненти на кондензаторот врз бранувањето на напонот внесено преку PV терминалите, PWM униполарен H-мост инвертер (слика 2) беше симулиран со помош на SPICE.Кондензаторите и индукторите на филтерот се држат на 250µF и 20mH, соодветно.Моделите SPICE за IGBT се изведени од работата на Петри и сор.Влезот за PWM контролите се синусен носачки бран од 9,5 V, 60 Hz и триаголен бран од 10 V, 10 kHz.