先进的数字隔离技术提高太阳能逆变器可靠性

时间:2022-03-17作者:佚名

一百多年来火力发电设施已被证明是稳定和可靠的能量来源,但这些设施巨大而复杂,并且构建成本日益高涨。同时,以最小的碳排放和环境影响标准来运行这些设施也面临着极大挑战和成本压力。相比之下,现代光伏(PV)电力系统成为火力发电厂的合理替代方案,其可以提供更低的长期运行成本、模块化的可扩展性、更高效,同时碳排放比集中式发电设施低很多。

光伏发电系统由多个部分组成,例如把光能转换成电能的光伏面板、机械、电气连接器、配件,以及把太阳能产生的电输送到电网过程中必不可少的太阳能逆变器等。

什么是太阳能光伏逆变器?

光伏面板把太阳光转换成直流电,而为了使线路损耗最小化,并且将电能传输更远距离,直流电必须转换成高压交流电。太阳能光伏逆变器可以实现上述直流电到交流电的转换,是所有光伏发电系统中最关键的部分。然而,这仅仅是光伏逆变器的关键功能之一。

光伏逆变器还具有电网断开能力,防止光伏发电系统给未连接的公共服务系统提供电源;也就是说,如果在电网断开期间,逆变器维持在线状态,或者在为不可靠的连接提供电源时,会引起光伏发电系统馈电本地公共服务系统中的变压器,并在公共服务系统电线上产生几千伏电压,将危及公共服务设备操作工人的安全。安全标准规范IEEE1547和UL1741规定:当交流电压或频率超过规范限度时,与电网连接的逆变器必须断开,或者当电网不再存在时,必须完全关闭。当重新连接后,逆变器不能立即传输电源,需要等到逆变器检测到额定公共服务系统电压和频率超过五分钟。当然,逆变器的职责不仅如此。

逆变器也用于补偿影响电能输出的环境因素。例如,光伏面板的输出电压和电流对于温度和电池单位面积上光照强度(又称为“光强”)的变化是高度敏感的。电池的输出电压与电池温度成反比关系,而电池电流与光强成正比关系。这些与其他关键参数的变化导致最佳逆变电压/电流工作点显著移动。变频器通过采用闭环控制以维持在所谓的最大功率点(MPP)来解决上述问题,因为在这个点上电压和电流的乘积最大。除此之外,逆变器还支持服务操作中手动和自动输入/输出断开、电磁干扰/射频干扰(EMI/RFI)传导和辐射抑制、接地故障中断、PC机兼容的通信接口和更多。逆变器被封装在一个坚固耐用的盒子中,能够在室外全功率运行25年以上。这真是不小的壮举!

详细介绍

如图1所示,单相光伏逆变器采用一个数字电源控制器和一对高压侧/低压侧(high-side/low-side)门驱动器来驱动脉冲宽度调制(PWM)的全桥转换器。全桥拓扑通常用于逆变器应用中,因为他是任何开关模式拓扑结构中承载能力最高的。参考图1A,PWM电压开关作用在全桥输出上产生一个离散的(尽管有些噪声)60Hz电流波形。高频噪声部分被滤波,并产生合适的低振幅60Hz正弦波,如图1B所示。滤波后的波形通过输出变压器传输,此变压器有三项功能:1)进一步平滑交流波形;2)调制电压振幅以满足特定电网需求;3)对逆变器的直流输入和高压交流电网进行电气隔离。

图1:单级、单相逆变器框图

光伏逆变器设计需要充分权衡,如果权衡错误,可能使设计师备受煎熬。例如,光伏发电系统既要可靠运行,完全额定输出达25年以上,同时价格具有竞争力,所以设计人员需进行成本/可靠性权衡。光伏发电系统使用高效率的逆变器,因为高效率逆变器比低效率逆变器运行温度更低,持续时间更长,并且可以为光伏发电系统制造商和用户节省更多费用。

相关阅读

照明设计工具的历史演进与核心原理:从算法到现代应用

在照明工程中,设计和分析离不开商业软件工具。尽管掌握这些工具的复杂性具有挑战性,但更大的挑战在于理解这些工具的工作原理、计算方式及其局限性。本文将从照明设计的历史出...
2026-05-14
照明设计工具的历史演进与核心原理:从算法到现代应用

街道夜景灯光要以人为本

随着城市的发展和社会的进步,现在大多数城市景观已经难以满足人们的各种功能需求。除了街道行驶区的功能性照明外,街道两侧的绿地和建筑物也必须进行美化。以人为本的街道夜...
2022-08-16
街道夜景灯光要以人为本

照明工程公司要如何突出重围?

目前 照明工程公司 数不胜数,而真实有赢利的公司屈指可数。那么,照明工程公司要怎样冲出重围?明亮照明觉得:高品质的照明实际效果是照明工程公司的发展趋势关键,应保证以...
2022-09-26
照明工程公司要如何突出重围?

机电安装:工地钢材、管道的保管的基本要求及危害

混放 任何一个机电安装工程,无论工程大小,在材料保管保存上,最怕一个词“混放”,一旦材料混放,文明工程、精品工程与你无缘,这是工程材料管理的大忌,而常常也是机电工程...
2023-07-18
机电安装:工地钢材、管道的保管的基本要求及危害

为什么景区变得越来越注重景观照明工程?

随着人们日常消费习惯的改变,夜市经济发展将再次得到提升,景区夜游将成为区域游客的集中地,将成为带动区域旅游贸易的更大模块。景区照明是夜间旅游项目的主要方式。接下来...
2022-08-03
为什么景区变得越来越注重景观照明工程?

热销商品

拷边机 包缝机内六角上针匙 开刀 上针内6角螺丝刀扳手 1.5 1.6

拷边机(包缝机)专用内六角上针匙及开刀工具,适用于精确调整机针位置与维护设备。配备1.5mm与1.6mm两种规格的内六角螺丝刀扳手,专为紧固或拆卸上针螺丝设计,确保机针安...
1.65

暗装开关插座面板单开双控一开五孔二三极USB快充肤感超薄家用4开

暗装开关插座面板,简约设计,完美融入家居环境。单开双控,轻松实现远程控制,方便实用。一开五孔,满足多种电器插孔需求;二三极USB快充,快速充电,高效便捷。超薄设计,节省空...
1.2

领普E3S/E5配套插座面板86型暗装插座多孔五孔空调无边框家用

领普E3S/E5配套插座面板86型暗装插座多孔五孔空调无边框家用,是一款专为现代家庭设计的多功能插座。该款插座采用86型设计,易于安装和适配各种家用电器,无论是台灯、...
11.9

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草 这款不锈钢加厚镊子维修工具夹子是设计用于各种专业场合的多功能工具。它拥有一个厚实的手柄,确...
0.8

三色变光led筒灯2.5寸3W5瓦开孔6 7.5 8公分家用客厅嵌入式天花灯

三色变光LED筒灯,2.5寸精巧设计,功率可选3W/5W,适用于开孔直径6.7–8公分的家用嵌入式安装。采用高亮LED光源,支持暖光、自然光、白光三色切换,满足不同场景氛围需求。...
7.2

网站栏目