太陽能光伏系統(tǒng)概論第六章中A

太陽能路燈 太陽能路燈 6 4 功率調(diào)節(jié)器功率調(diào)節(jié)器 功率調(diào)節(jié)器 Power Conditioner 如圖 6 6 所示 由逆變器事故保護系統(tǒng)和并網(wǎng)保護裝置構成 逆變器 的功率轉換部分使用功率半導體元件將直流電能轉換 成交流電能 控制裝置的作用是控制功率轉換部分 保護裝置用來對內(nèi)部故障進行處理 圖 6 7 為功率調(diào) 的外觀 太陽能路燈 太陽能路燈 6 4 1 逆變器逆變器 太陽能光伏系統(tǒng)中使用的逆變器 Inverter 是一種 將太陽電池所產(chǎn)生的直流電能轉換成交流電能的轉換 裝置 它使轉換后的交流電的電壓 頻率與電力系統(tǒng) 向負載提供的交流電的電壓 頻率一致 橄變器的功 能如下 l 盡管太陽電池的輸出電壓 功率受太陽電池的溫 度 日照強度的影響 但逆變器可使太陽電池的出力 最大 2 抑制高次諧波電流流人電力系統(tǒng) 減少對電力系 統(tǒng)的配電線的影響 3 當剩余電能流向電力系統(tǒng)時 能對電壓進行自動 調(diào)整 維持負載端的電壓在規(guī)定的范圍之內(nèi) 逆變器有電壓型 Voltage souree Type 電流 Current source TyPe 等多種型式 逆變器將直流電力 切斷時 直流側的電壓保持一定的方式稱為電壓型 直流側的電流保持匕定的方式稱為電流型 太陽能光 伏系統(tǒng)一般使用電壓型逆變器 交流輸出的控制方法 有兩種 電流控制方法和電壓控制方法 獨立太陽能 光伏系統(tǒng)一般用電壓控制型 voltage Control TyPe 逆 變器 系統(tǒng)并網(wǎng)型太陽能光伏系統(tǒng)一般用電流控制型 Current Control Type 逆變器 即電流控制電壓型逆 太陽能路燈 太陽能路燈 變器 1 逆變器的原理 如圖 6 8 所示 逆變器由三極管或 IGBT 等開關元 件構成 控制器使開關元件有一定規(guī)律地連續(xù)開 ON 關 OFF 將正 或負 的直流切斷 然后使極性正負 交替 最后將直流輸人轉換成交流輸出 圖 6 9 所示為逆變器將直流電轉換成交流電的過程 半導體元件以 1 100 秒的速度開關 將直流切斷 將 其中一半的波形反向而得到矩形的交流波形 然后使 矩形的交流波平滑 最后得到交流波形 太陽能路燈 太陽能路燈 最簡單的逆變器電路如圖 6 10 所示 如果使半導 體元件開關以 1 100 秒的速度進行 極性的狀態(tài)如圖 狀態(tài) 2 和狀態(tài) l 所示連續(xù)變化 則可以得到 50Hz 的 巨型波的交流電 但由于家庭等負載一般使用交流電 因此還必須將知形波的交流電轉換成商用正弦波交流 電 太陽能路燈 太陽能路燈 太陽能光伏系統(tǒng)所用的逆變器一般使川脈沖寬度調(diào) 制 PwM Pulse Width Modulation 方式來實現(xiàn)將矩形波 的交流 I 匕轉換成商用電力系統(tǒng)的正弦波交流電 即 利川高頻 PwM 技術 使開關在半周期間內(nèi)同方向多 次地動作 將正弦波兩端附近地方的電壓寬度變窄 中間部分寬度變寬 得到脈沖波的序列 然后通過濾 波器則得到圖 6 11 中所示的正弦波交電流 與系統(tǒng)并網(wǎng)的逆變器是如何將太陽電池產(chǎn)生的電力 送往電力系統(tǒng)的呢 其原理是先與系統(tǒng)電源側同期 然后調(diào)整系統(tǒng)側電壓與逆器輸出電壓 濾波器前 之問 的相位 以調(diào)整功率和電流的流向 當逆變器側的電 壓的相位超前系統(tǒng)側的電壓的相位時 則向系統(tǒng)側輸 電 相反 若逆變器側的電壓的相位滯后系統(tǒng)側的電 壓的相位 并且逆變器側有負載的話 則系統(tǒng)向逆變 太陽能路燈 太陽能路燈 器側輸電 下面介紹系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的輸出功率調(diào)整方法 圖 6 12 為電流外電壓型逆變器電路 圖中 e1為逆變器輸 出電壓 e2為電抗器的電壓 ec為系統(tǒng)電壓 ic為逆 變器的輸出電流 電抗器 L 稱為并網(wǎng)電抗器 它也 起 PWM 波形的平滑電抗器的作用 逆變器始終監(jiān)視系統(tǒng)的電壓 如果要增加輸出功率 可使半導體元件的觸發(fā)時間提前 其結果是使逆變器 的輸出電壓的相位超前系統(tǒng)側的電壓的相位 由圖 6 13 所示的系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器的輸出矢量圖可知 如果 使誤差信號的相位超前 系統(tǒng)電壓 與逆變器的輸 出電壓 ei的相位角 增加 從而會使輸出功率增加 太陽能路燈 太陽能路燈 圖 6 13 的矢量圖表示逆變器的輸出電壓 輸出電 流以及系統(tǒng)電壓之間的關系 利用控制手段使逆變器 的輸出電流 ic始終與系統(tǒng)電壓ec同向 電抗器的電 壓eL與逆變器的愉出電流 Ic 始終保待 90 的關系并 使其超前動作 逆變器的輸出功率為 P ec ic 6 1 P el wl 6 2 el eisin 6 3 由上式可知 控制系統(tǒng)電壓 ec 與逆變器的輸出電壓 ei 的相位角 則可控制逆變