Инверторы, подключенные к фотоэлектрической сети, являются важными ключевыми компонентами в фотоэлектрических системах производства электроэнергии и в основном используются в качестве специализированных инверторных источников питания в области производства солнечной фотоэлектрической энергии. Инверторы, подключенные к сети, преобразуют мощность переменного тока, генерируемую солнечными панелями, в мощность переменного тока, которую можно напрямую подключить к электросети с помощью технологии электронного преобразования мощности. Давайте узнаем о принципе работы инверторов, подключенных к фотоэлектрической сети, и их роли в системах производства фотоэлектрической энергии.
1 Принцип работы инвертора, подключенного к фотоэлектрической сети
Когда общественная электросеть отключена, сторона сети эквивалентна состоянию короткого замыкания, и инвертор, подключенный к сети, автоматически защитит себя от перегрузки. Когда микропроцессор обнаруживает перегрузку, помимо блокировки сигнала SPWM, он также отключает автоматический выключатель, подключенный к сети. В это время, если массив солнечных элементов имеет выходную мощность, инвертор будет работать в отдельном рабочем состоянии. При работе в одиночку управление относительно простое и представляет собой состояние отрицательной обратной связи по напряжению переменного тока. Микропроцессор определяет выходное напряжение инвертора и сравнивает его с опорным напряжением (обычно 220 В), а затем управляет рабочим циклом выходного ШИМ для обеспечения работы инвертора и регулирования напряжения.
Конечно, необходимым условием для независимой работы является то, что массив солнечных батарей может в это время обеспечивать достаточную мощность. Если нагрузка слишком велика или условия солнечного света плохие, инвертор не может выдавать достаточную мощность, и напряжение на клеммах массива солнечных элементов упадет, что приведет к уменьшению выходного переменного напряжения и переходу в состояние защиты от низкого напряжения. Когда электросеть возобновит подачу электроэнергии, она автоматически переключится в состояние обратной связи.
2 Роль инверторов, подключенных к фотоэлектрической сети
Инверторы не только выполняют функцию преобразования постоянного тока в переменный, но также обеспечивают максимальную производительность солнечных элементов и защиту системы от неисправностей. Таким образом, существуют функции автоматической работы и отключения, функция отслеживания максимальной мощности, функция антиизолированной работы (для систем, подключенных к сети), функция автоматической регулировки напряжения (для систем, подключенных к сети), функция обнаружения постоянного тока (для систем, подключенных к сети) и Функция обнаружения заземления постоянного тока (для систем, подключенных к сети).
1. Функция автоматического управления и отключения.
Утром после восхода солнца интенсивность солнечного излучения постепенно увеличивается, и соответственно увеличивается и мощность солнечного элемента. Когда достигается выходная мощность, необходимая для работы инвертора, инвертор автоматически начинает работать. После ввода в эксплуатацию инвертор постоянно контролирует выходную мощность модулей солнечных батарей. Пока выходная мощность модулей солнечных батарей превышает выходную мощность, необходимую для работы инвертора, инвертор будет продолжать работать; До захода солнца инвертор может работать даже в дождливые дни. Когда выходная мощность модуля солнечных батарей уменьшается и выходная мощность инвертора приближается к нулю, инвертор переходит в состояние ожидания.
2. Функция контроля максимальной мощности.
Мощность модулей солнечных батарей зависит от интенсивности солнечного излучения и температуры самого модуля солнечных батарей (температуры чипа). Кроме того, благодаря свойству снижения напряжения с увеличением тока в модулях солнечных элементов существует оптимальная рабочая точка, при которой можно достичь максимальной мощности. Интенсивность солнечной радиации постоянно меняется, и, очевидно, меняется и оптимальная рабочая точка. По сравнению с этими изменениями, сохраняя рабочую точку модуля солнечной батареи в точке максимальной мощности, система всегда получает максимальную выходную мощность от модуля солнечной батареи, и этот контроль называется контролем отслеживания максимальной мощности. Самой большой особенностью инверторов, используемых в системах производства солнечной энергии, является включение функции отслеживания точки максимальной мощности (MPPT).
3. Функция обнаружения сети и подключения к сети.
Перед выработкой электроэнергии, подключенной к сети, инвертор, подключенный к сети, должен получить мощность из сети, определить напряжение, частоту, последовательность фаз и другие параметры передачи энергии в сеть, а затем отрегулировать параметры своей собственной выработки электроэнергии, чтобы они соответствовали электрические параметры сети. После этого выработка электроэнергии, подключенной к сети, может быть завершена.
4. Функция прохождения нулевого (низкого) напряжения.
Когда аварии или нарушения в энергосистеме вызывают временное падение напряжения в точке подключения к сети фотоэлектрической электростанции, фотоэлектрическая электростанция может обеспечить непрерывную работу без отключения в определенном диапазоне и временном интервале падения напряжения.
5. Обнаружение и контроль островного эффекта.
Во время обычного производства электроэнергии система выработки электроэнергии, подключенная к фотоэлектрической сети, подключается к электросети и подает активную мощность в сеть. Однако, когда сеть теряет мощность, система выработки электроэнергии, подключенная к фотоэлектрической сети, может продолжать работать независимо от местных нагрузок - явление, известное как островной эффект. Когда в инверторах возникает секционирование, это представляет большую угрозу для личной безопасности, работы сети и самого инвертора. Таким образом, стандарт подключения инверторов к сети предусматривает, что инверторы, подключенные к фотоэлектрической сети, должны иметь функции обнаружения и управления изолированием.