Invertoru loma PV sistēmās

Globālās enerģijas transformācijas vilnī Saules PV enerģijas ražošana ir kļuvusi par svarīgu spēku ar tās tīrajām un atjaunojamajām īpašībām . PV sistēmās, kaut arī invertors šķiet neuzkrītošs, tam ir būtiska loma un to var saukt dziļi ietekmē PV sistēmu enerģijas ražošanas efektivitāti, stabilitāti un ekonomiku .

Saules paneļi caur fotoelektrisko efektu pārveido gaismas enerģiju tiešā strāvā (DC), bet neatkarīgi no tā, vai tā ir savienota ar strāvas režģi vai ikdienas ierīču vadīšanu, tai jāizmanto maiņstrāva (maiņstrāva) .

Invertora visvienkāršākā un pamatfunkcija ir konvertēt DC, ko rada saules panelis, kas atbilst prasībām .

Paņemiet mājas PV sistēmu kā piemēru . Saules paneļus uz jumta dienas laikā nepārtraukti izvada DC . Stīgu invertors ar 5KW nominālo jaudu izmanto iekšējās jaudas elektroniskās ierīces (piemēram, insulēta vārtu bipolāru tranzistoru IgBT. Augstas frekvences pārslēgšana . Šo maiņstrāvas jaudu var tieši izmantot ledusskapji, gaisa kondicionieri, televizori un citas mājas ierīces, un lieko jaudu var savienot ar strāvas režģi, lai panāktu "pašpārvaldi pašizmantošanai un pārpalikumam režģim" .}}}}}}}}..}}..}}..

In large-scale ground PV power stations, the scale of power conversion of centralized inverters is even more amazing. For example, at a megawatt-level PV base in western China, a single centralized inverter with a capacity of 1MW can convert millions of watts of DC power into AC power every hour, which is equivalent to meeting the electricity needs of thousands of households. These inverters Izmantojiet sarežģītas topoloģiskās struktūras un vadības algoritmus, lai nodrošinātu, ka izejas maiņstrāvai ir ārkārtīgi zems harmonisku kropļojumu ātrums (parasti mazāks par 5%), atbilst strāvas tīkla stingrām jaudas kvalitātes prasībām un izvairoties no piesārņojuma tīklam .

The light intensity, temperature, dust coverage and other factors will cause the output power of solar panels to change all the time, and the maximum power point tracking (MPPT) function of the inverter can adjust the working point of the solar panel in real time so that it always outputs the maximum power. ​

Assume that the maximum power of a solar panel under standard test conditions (STC, irradiance 1000W/m², temperature 25℃) is 500W, but in actual operation, weak light in the early morning, high temperature at noon, and cloud cover in the afternoon will cause the output power of the solar panel to fluctuate.

Šajā laikā invertors, kas aprīkots ar uzlabotiem MPPT algoritmiem (piemēram, perturbācijas novērošanas metodi un vadītspējas pieauguma metodi), nepārtraukti mainīs saules paneļa darba spriegumu un strāvu un precīzi bloķēs maksimālo jaudas punktu, izmantojot ātru "testa-atgriezeniskās saites pielāgošanas" ciklu ..

Saskaņā ar statistiku, invertori ar efektīvu MPPT funkciju var palielināt PV sistēmu kopējo enerģijas ražošanas efektivitāti par 5% - 15% .

In distributed PV scenarios, the advantages of the MPPT function are more obvious. For example, in a rooftop PV system of a residential building, the output characteristics of panels in different strings vary greatly because some panels are blocked by leaves and covered by building shadows. String inverters or micro inverters are equipped with independent MPPT modules for each string or each panel, kas var optimizēt katras daļas enerģijas ražošanas efektivitāti atsevišķi, izvairīties no “īsā paneļa efekta” un maksimāli palielināt visas sistēmas enerģijas ražošanu .

PV sistēma ilgstoši tiek pakļauta ārpus telpām un saskaras ar dažādiem riskiem, piemēram, režģa anomālijām, aprīkojuma kļūmēm un dabisko vidi . Invertora aizsardzības funkcija ir kā “drošības aizsargs”, lai nodrošinātu sistēmas stabilu darbību .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} darbību .}}}}

When the power grid is out of power due to a fault, if the PV system continues to supply power to the local power grid, an "island" will be formed, which will not only cause electric shock hazards to maintenance personnel, but also damage equipment. The island protection device built into the inverter can quickly detect abnormal changes in frequency, voltage and other parameters at the moment of power outage, and cut off the output within 2 seconds to avoid the Island Effect .

Piemēram, kad taifūns izraisīja jaudas režģi noteiktā apgabalā, kas jāizveido, vietējā PV sistēmas invertors, kas savienots ar enerģijas tīklu, nekavējoties aktivizēja salas aizsardzību, efektīvi nodrošinot remonta personāla drošību un aprīkojuma integritāti .}.

Kad saules paneļa izejas spriegums ir pārāk augsts (piemēram, sprieguma pieaugums pēkšņas temperatūras pazemināšanās dēļ), ķēdē rodas īssavienojuma kļūme, vai slodzes strāva ir pārāk liela, invertors automātiski izraisīs aizsardzības mehānismu, lai nogrieztu ķēdi vai ierobežotu strāvu, lai novērstu aprīkojuma bojājumus, kas ir pārlieku pieguļoši .}, lai to pašu laiku, inverderam, ir arī pārlieku pieņēmums ., lai to pašu laiku, inververam, ir arī pārlieku pieņēmums .}, kas ir tāds pats laiks, inverderam, kas ir arī pārlieku pieņēmums ., kas ir invertēts, arī ar to, ka tas ir arī virsotnes aizsardzība, lai to nodrošinātu, lai arī pārlieku nodrošinātu {1}. Funkcija . Ja iekšējās jaudas ierīces temperatūra ir pārāk augsta, tā atdziest, sākot dzesēšanas ventilatoru, samazinot izejas jaudu utt. ., lai nodrošinātu, ka aprīkojums darbojas drošā temperatūras diapazonā .}

With the continuous increase in PV installed capacity, the role of inverters in grid interaction is becoming increasingly important. It not only needs to smoothly integrate electric energy into the grid, but also needs to meet the grid's requirements for power quality, stability and regulation capabilities. ​

Invertors kontrolē izejas strāvas viļņu formu un fāzi tā, lai izejas maiņstrāvas jauda būtu tādā pašā frekvencē un fāzē kā režģa spriegums un kontrolē harmonisko saturu līdz ārkārtīgi zemam līmenim .} Piemēram, moderni viedie invertori var kontrolēt strāvas harmoniskā izkropļojuma ātrumu (THD) 3%, kas ir tuvu. Ideāla sinuma vilnis,}}}} {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {2 {} ir nodrošināts. Turklāt invertors var arī pielāgot jaudas koeficientu atbilstoši tīkla pieprasījumam, lai tas būtu tuvu 1, tādējādi uzlabojot režģa pārnešanas efektivitāti .

Zaļās elektrības globalizācijas virzienā PV sistēmas ir pakāpeniski pārveidojušās no vienkāršām enerģijas ražošanas vienībām uz inteliģentiem mezgliem ar režģa atbalsta iespējām . Jaunie invertori atbalsta funkcijas, piemēram, aktīvās jaudas regulēšana un reaktīvās jaudas kompensācija ., kad režģa slodze ir maksimums, invertors var aktīvi samazināt izejas jaudu no ietekmes uz Grid;; when the grid voltage is low, the inverter can output reactive power to increase the grid voltage level. In Germany, the inverters of some PV power stations have realized the function of "virtual power plant" through real-time communication with the power grid dispatching center, effectively participated in the peak load regulation of the power grid, and improved the absorption capacity of new energy.

Mūsdienu invertori parasti integrē datu vākšanu, komunikāciju un inteliģentās analīzes funkcijas, kļūstot par PV sistēmas . "inteliģentu saimnieku", izmantojot iebūvētus sensorus, invertors uzrauga DC ieejas spriegumu, strāvu, maiņstrāvas jaudu, frekvenci, aprīkojuma temperatūru un citus parametrus reālā laikā, un augšupielādē datus uz uzraudzības platformu, izmantojot WIRED (rs485, ēteretu) un 4, 4G, (rs485, ēteram) un 4.) "4G, (4) (rs485, ēteram) un 4.) Un neierobežots (4.). Saziņa .

Darbības un apkopes personāls var attālināti apskatīt PV sistēmas darbības statusu, enerģijas ģenerēšanas datus un kļūdu trauksmes informāciju, izmantojot mobilā tālruņa lietotni vai datoru ., piemēram, ja noteikta paneļa enerģijas ražošana samazinās putekļu uzkrāšanās dēļ, invertors izdod trauksmi savlaicīgi un atrašana un uzturēšanas izmaksas {{{uzturēšanas personāls, kas ir precīzi labojis un samazina darbību un samazina darbību {{{{}}}}}}}}}}}}}}, lai precīzi labotu un samazinātu darbību {{{}}}}}}}}, lai precīzi labotu un samazinātu darbību {f. Uzlabotiem invertoriem ir arī prognozējošas uzturēšanas funkcijas ., izmantojot mašīnmācīšanās analīzi vēsturiskajiem datiem, iekārtas kļūmes risku var iepriekš paredzēt, pārvēršot pasīvo apkopi aktīvā apkopē .

In summary, the inverter integrates multiple functions such as power conversion, power optimization, safety protection, grid interaction and intelligent management in the PV system. Its performance directly determines the power generation efficiency, stability and economic benefits of the PV system. With the continuous advancement of technology, new technologies such as silicon carbide devices, AI algorithms, and multi-energy Fusion vēl vairāk uzlabos invertoru veiktspēju, veicinās PV nozari, lai attīstītos efektīvākā un inteliģentākā virzienā un vairāk veicinātu globālās enerģijas pārveidi .