Cách biến tần cho hệ thống không nối lưới

Cách chọn bộ biến tần cho hệ thống không nối lưới

Đối với các hệ thống phát điện quang điện không nối lưới, hiệu suất của biến tần sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của toàn hệ thống. Vì vậy, công nghệ điều khiển biến tần trong hệ thống phát điện năng lượng mặt trời quang điện có ý nghĩa nghiên cứu quan trọng. Trong thiết kế bộ biến tần, phương pháp điều khiển tương tự thường được sử dụng. Tuy nhiên, có nhiều khiếm khuyết trong hệ thống điều khiển tương tự, chẳng hạn như hiệu ứng lão hóa và trôi theo nhiệt độ của các bộ phận, độ nhạy với nhiễu điện từ và việc sử dụng một số lượng lớn các bộ phận. Hệ thống điều khiển biến tần PLC tương tự điển hình sử dụng phương pháp lấy mẫu tự nhiên để so sánh sóng điều chế hình sin với sóng mang hình tam giác để điều khiển xung kích hoạt. Tuy nhiên, mạch tạo sóng tam giác dễ bị nhiễu do nhiệt độ, đặc tính thiết bị và các yếu tố khác ở tần số cao (20kHz), dẫn đến bù DC ở điện áp đầu ra, tăng hàm lượng sóng hài, thay đổi thời gian chết và các tác động bất lợi khác. Sự phát triển của bộ xử lý tín hiệu số tốc độ cao (DSP) đã giúp việc điều khiển kỹ thuật số các bộ biến tần trong hệ thống phát điện quang điện mặt trời trở nên khả thi. Bởi vì hầu hết các hướng dẫn của nó có thể được hoàn thành trong Chu trình hướng dẫn, nó có thể nhận ra các thuật toán điều khiển nâng cao phức tạp hơn, cải thiện hơn nữa hiệu suất động và ổn định của dạng sóng đầu ra và đơn giản hóa thiết kế của toàn bộ hệ thống để hệ thống có tính nhất quán tốt .

Biến tần là một mạch điện tử công suất có thể chuyển đổi dòng điện một chiều từ mảng pin mặt trời thành dòng điện xoay chiều để cung cấp cho tải AC. Nó là thành phần chính của toàn bộ hệ thống phát điện mặt trời. Bộ biến tần năng lượng mặt trời không nối lưới có hai chức năng cơ bản: một mặt cung cấp năng lượng để hoàn thành quá trình chuyển đổi DC/AC thành tải AC, mặt khác nó tìm ra điểm làm việc tốt nhất để tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống quang điện mặt trời. Đối với các loại bức xạ mặt trời, nhiệt độ và loại pin mặt trời cụ thể, hệ thống quang điện mặt trời có điện áp và dòng điện tối ưu duy nhất, cho phép hệ thống phát điện quang điện phát ra công suất tối đa. Do đó, các yêu cầu cơ bản sau đây được đề xuất cho bộ biến tần trong hệ thống phát điện mặt trời không nối lưới:

1) Biến tần phải có cấu trúc mạch hợp lý, lựa chọn thành phần nghiêm ngặt và các chức năng bảo vệ khác nhau, chẳng hạn như bảo vệ đảo ngược cực DC đầu vào, bảo vệ ngắn mạch đầu ra AC, bảo vệ quá nhiệt, bảo vệ quá tải, v.v.

2) Nó có nhiều khả năng thích ứng điện áp đầu vào DC. Do sự thay đổi điện áp đầu cực của mảng pin mặt trời theo tải và cường độ ánh sáng mặt trời, mặc dù pin có tác dụng kẹp chặt điện áp của pin mặt trời nhưng điện áp của pin dao động theo sự thay đổi của công suất còn lại và điện trở trong của pin. pin, đặc biệt là khi pin đã cũ, phạm vi biến đổi điện áp đầu cực lớn, chẳng hạn như trong pin 12V, Điện áp đầu cực có thể thay đổi trong khoảng 10V đến 16V, điều này đòi hỏi biến tần phải đảm bảo hoạt động bình thường trong phạm vi điện áp đầu vào DC rộng và đảm bảo rằng điện áp đầu ra AC ổn định trong phạm vi điện áp mà tải yêu cầu.

3) Bộ biến tần cần giảm thiểu các giai đoạn chuyển đổi năng lượng điện trung gian để tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả.

4) Biến tần phải có hiệu suất cao. Do giá pin mặt trời cao hiện nay, để tối đa hóa việc sử dụng pin mặt trời và nâng cao hiệu suất hệ thống, cần phải nâng cao hiệu suất của bộ biến tần.

5) Biến tần phải có độ tin cậy cao. Hiện nay, các hệ thống phát điện quang điện mặt trời không nối lưới chủ yếu được sử dụng ở các vùng sâu vùng xa và nhiều hệ thống phát điện quang điện mặt trời không nối lưới là không có người điều khiển và bảo trì. Điều này đòi hỏi biến tần phải có độ tin cậy cao.

6) Điện áp đầu ra của biến tần có cùng tần số và biên độ với điện áp nguồn điện trong nhà, phù hợp với tải điện thông thường.

7) Trong các hệ thống phát điện quang điện mặt trời không nối lưới công suất từ ​​trung bình đến lớn, đầu ra của biến tần phải là sóng hình sin có độ méo thấp. Do việc sử dụng nguồn điện sóng vuông trong các hệ thống có công suất từ ​​trung bình đến lớn, đầu ra sẽ chứa nhiều thành phần hài hơn và sóng hài cao hơn sẽ tạo ra tổn thất bổ sung. Nhiều hệ thống phát điện quang điện mặt trời không nối lưới được trang bị các thiết bị liên lạc hoặc dụng cụ có yêu cầu cao về chất lượng điện. Đối với các bộ biến tần trong hệ thống phát điện quang điện mặt trời không nối lưới, có hai yêu cầu đối với dạng sóng đầu ra chất lượng cao: thứ nhất, độ chính xác ở trạng thái ổn định cao, bao gồm các giá trị THD nhỏ và không có sự khác biệt tĩnh về pha và biên độ giữa thành phần cơ bản và tham chiếu. dạng sóng; Thứ hai là hiệu suất động tốt, có nghĩa là điều chỉnh nhanh dưới các nhiễu loạn bên ngoài và những thay đổi nhỏ ở dạng sóng đầu ra.