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Introduction à l'inverseur

2022-02-08 18:17:27

(1)Classification et paramètres caractéristiques de l'onduleur

La production d'énergie photovoltaïque de cellules solaires est un système à courant continu, c'est-à-dire que la génération d'énergie de la cellule solaire peut charger la batterie et la batterie directement à la charge; lorsque la charge est de courant alternatif, il est nécessaire de changer la puissance CC en puissance CA, alors il est nécessaire d'utiliser l'onduleur. La fonction de l'onduleur est de convertir l'alimentation CC en puissance CA, qui est un processus de rectification "inverse", il est donc appelé "inverseur". Selon le principe de l'onduleur de ligne d'inverseur, il existe des onduleurs oscillants auto-excités, des onduleurs de superposition d'ondes de pas et des onduleurs de modulation de largeur d'impulsion (PWM). Selon la topologie de circuit principal de l'inverseur différent, il peut être divisé en structure de demi-pont, structure de pont complet, structure de push-pull, etc. Les fonctions de protection de l'onduleur comprennent: la protection contre les courts-circuits de sortie, la protection contre les surintensités de sortie, la protection contre les surtensions de sortie, la protection contre les surtensions de sortie, la protection contre les surcharges de sortie, etc.

Protection inverse de sortie, protection contre la surchauffe du circuit de puissance et stabilisation automatique de la tension, etc.

Étant donné que la tension des cellules PV est généralement inférieure à la tension CA, un convertisseur élévateur CC est nécessaire dans le système d'onduleur PV, et la tension d'élévation CC doit être convertie en énergie CA via l'onduleur. Le cœur du système d'inverseur PV est le circuit d'appoint CC et le circuit de commutation inverseur. Le circuit de suralimentation CC et le circuit de commutation inverseur sont utilisés pour exécuter les fonctions de suralimentation CC et d'onduleur correspondantes en activant et désactivant les dispositifs de commutation électronique d'alimentation. Ces impulsions peuvent être régulées en changeant un signal de tension. Le circuit qui génère et régule les impulsions est généralement appelé circuit de commande. La conversion d'inverseur est l'opposé de la conversion en quadrature, elle utilise un dispositif d'alimentation entièrement contrôlé avec des caractéristiques de commutation, grâce à une certaine logique de commande, le circuit de commande principal envoie périodiquement un signal de commande de commutation au dispositif d'alimentation, puis couplé par le step-up du transformateur (step-down), mise en forme et filtrage pour obtenir l'alimentation CA requise. Les onduleurs généraux de petite et moyenne puissance utilisent des tubes à effet de champ de puissance, des transistors à grille isolée, des onduleurs haute puissance sont utilisés pour éteindre les appareils à thyristors.

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Le choix de l'onduleur affecte la fiabilité des performances et le coût du système PV. Les paramètres suivants sont les caractéristiques de l'onduleur: forme d'onde de sortie, efficacité de conversion de puissance, puissance nominale, tension d'entrée, régulation de la tension, protection de la tension, fréquence, facteur de modulation de puissance, courant réactif, taille et poids, bruit audio et RF, tête de compteur et interrupteur; certains onduleurs ont également un fonctionnement à distance de charge de batterie, Commutateur de changement de charge, et opération parallèle. Les onduleurs autonomes produisent généralement une puissance de 120V ou 240V CA à une fréquence de 50Hz ou 60Hz à une entrée de tension CC 12V, 24V, 48V ou 120V.

Les inverseurs sont généralement classés en fonction de leurs formes d'onde de sortie: (i) onde carrée; (ii) en forme d'onde sinusoïdale; et (iii) onde sinusoïdale. Les onduleurs à ondes carrées sont relativement peu coûteux, avec des rendements allant jusqu'à 90% ou plus, des harmoniques élevées et de petits ajustements de tension de sortie; ils conviennent aux charges de type impédance et aux lampes à incandescence. Les onduleurs à ondes sinusoïdales sont disponibles dans la largeur d'impulsion de sortie pour améliorer la régulation de la tension, l'efficacité jusqu'à 90%, ils peuvent être utilisés pour entraîner une variété de charges telles que des lampes, des équipements électroniques et la plupart des moteurs, cependant, ils sont entraînés par des moteurs en raison d'une perte d'énergie harmonique et d'une efficacité inférieure à celle des onduleurs sinusoïdaux entraînés. Les onduleurs à ondes sinusoïdaires produisent des formes d'onde CA qui sont aussi bonnes que celles produites par la plupart des appareils électroniques. Ils peuvent entraîner n'importe quelle charge CA dans la plage de puissance. En règle générale, les spécifications de l'onduleur peuvent être augmentées de 25% par rapport à la valeur calculée, qui à la fois

Cela augmente la fiabilité du fonctionnement du composant et permet également une augmentation modeste de la charge. Pour les petites demandes de charge, l'efficacité de tous les onduleurs est relativement faible: lorsque la demande de charge dépasse plus de 50% de la charge nominale, le rendement de l'onduleur atteint le rendement nominal (environ 90%).

Introduction à l'inverseur 2

Voici quelques notes explicatives sur certains paramètres:. Efficacité de conversion de puissance: sa valeur est égale à la puissance de sortie de l'onduleur divisée par la puissance d'entrée, et l'efficacité de l'onduleur variera considérablement en fonction de la charge. ② Tension d'entrée: elle est déterminée par la puissance et la tension requises par la charge de courant alternatif (continu). Généralement, plus la charge est importante, plus la tension d'entrée de l'onduleur requise est élevée. ③ Capacité anti-surtension: la plupart des onduleurs peuvent dépasser sa puissance nominale pour un temps limité (quelques secondes), certains transformateurs et moteurs à courant alternatif nécessitent plusieurs fois plus de fonctionnement que la normale du courant de démarrage (ne dure généralement que quelques secondes), les exigences de surtension pour ces charges spéciales doivent être mesurées. ④ Courant de repos: c'est l'onduleur

Courant utilisé par lui-même lorsqu'il ne transporte pas de charge (pas de consommation d'énergie), ce paramètre est important lorsque vous transportez une petite charge pendant une longue période, lorsque la charge n'est pas importante, le rendement de l'onduleur est extrêmement faible. ⑤ Régulation de tension: Cela signifie la diversité de la tension de sortie. Davantage de systèmes ont une tension de sortie carrée moyenne racine proche d'une constante sur une large plage de charge. La protection de tension: l'onduleur sera endommagé lorsque la tension CC est trop élevée, et la tension d'entrée CC de l'onduleur dépassera la valeur nominale lorsque la batterie avant de l'onduleur de l'onduleur est surchargée, par exemple, une batterie de 12V peut atteindre 16V ou plus après une surcharge, Ce qui peut endommager l'onduleur connecté à la scène arrière. Il est donc très nécessaire de contrôler l'état de charge de la batterie avec un contrôleur. L'onduleur doit avoir un circuit de protection de test de contrôle lorsqu'il n'y a pas de contrôleur. Lorsque la tension de la batterie est supérieure à la valeur définie, le circuit de protection déconnecte l'onduleur. (7) Fréquence: Notre charge AC fonctionne à la fréquence 50Hz. Un équipement de haute qualité nécessite un réglage précis de la fréquence car l'écart de fréquence peut entraîner une dégradation des performances du compteur et de la minuterie électronique. "Modulation: Il est très avantageux d'utiliser plusieurs onduleurs dans certains systèmes, qui peuvent être connectés en parallèle pour piloter différentes charges. Parfois, un interrupteur de charge manuel est utilisé pour rendre un onduleur disponible pour répondre aux exigences de charge spécifiques d'un circuit afin d'éviter une panne. L'ajout de ce commutateur améliore la fiabilité du système. Facteur de puissance: Le cosinus de la différence de phase entre le courant et la tension générés par l'onduleur est le facteur de puissance, qui est de 1 pour les charges de type impédance, mais diminue pour les charges inductives (couramment utilisées dans les systèmes résidentiels) et peut parfois être inférieur à 0,5. Le facteur de puissance est déterminé par la charge et non par l'onduleur.

Il convient de noter que; les pôles positifs et négatifs de l'onduleur ne doivent pas être inversés, sinon il brûlera les appareils électriques concernés; la tension d'entrée maximale ne doit pas dépasser la limite supérieure de la tension d'entrée nominale; parce que l'onduleur a un certain courant sans charge, La puissance d'entrée doit être coupée lorsqu'elle n'est pas utilisée; la température ambiante d'utilisation est généralement de 10 à 40 ℃, par conséquent, ne renversez pas d'eau au-dessus de l'onduleur, essayez d'éviter la lumière directe du soleil, ne placez pas d'autres objets au-dessus de l'onduleur ou ne couvrez pas l'onduleur de travail, Ne l'utilisez pas à proximité de matériaux inflammables et ne l'utilisez pas dans les endroits où les gaz inflammables se rassemblent.

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Du point de vue technique, il existe toujours un écart entre les entreprises nationales et le niveau avancé étranger en termes d'efficacité de conversion, de processus de structure, de degré d'intelligence, de stabilité, etc. À l'heure actuelle, la Chine est au même niveau que les pays étrangers dans la technologie des onduleurs de petite puissance, mais dans l'onduleur connecté au réseau à haute puissance, il doit encore être amélioré et développé.

Le développement de l'onduleur dépend fortement de l'électronique de puissance et de la technologie microélectronique. La technologie de conversion de puissance basée sur la technologie des semi-conducteurs et la technologie de traitement du signal permet à différentes installations électriques (production d'énergie renouvelable, stockage d'énergie, transmission flexible et charge contrôlable) d'obtenir une interconnexion efficace et flexible avec le système d'alimentation, tandis que l'onduleur connecté au réseau, en tant que dispositif de conversion de puissance, Jouera un futur système d'alimentation basé sur la technologie de réseau intelligent En tant que dispositif de conversion de puissance, l'onduleur connecté au réseau jouera un rôle majeur dans le futur système d'alimentation basé sur la technologie de réseau intelligent et est un élément clé du système d'alimentation PV connecté au réseau. La fonction principale de l'onduleur PV est de convertir la puissance CC des panneaux PV en puissance CA synchronisée avec le réseau. Comme l'une des formes les plus importantes de production d'électricité distribuée, l'efficacité et la qualité de la puissance du photovoltaïque

La topologie et la méthode de contrôle de courant connectée au réseau de l'onduleur, en tant que canal de transmission d'énergie, sont les points chauds de l'attention et de la recherche dans l'industrie.

(3) Exigences techniques de l'onduleur dans le système PV connecté au réseau

En tant que dispositif d'interface entre les modules PV et le réseau, l'onduleur connecté au réseau PV doit non seulement convertir la puissance CC émise par le panneau solaire en courant alternatif, mais également contrôler la tension, le courant, la fréquence et la phase de la puissance de sortie CA, et résoudre les problèmes techniques d'interférences électromagnétiques à la grille, Autoprotection, fonctionnement séparé et suivi de puissance maximale, et transmettez-le au réseau public. Par conséquent, le fonctionnement connecté au réseau des usines PV impose des exigences élevées à l'onduleur.

Les inverseurs ont une efficacité élevée. L'efficacité de la conversion affectera directement la quantité d'énergie générée par le système d'énergie solaire au cours de son cycle de vie. Le prix actuel des cellules solaires est toujours élevé, donc afin de maximiser l'efficacité des modules solaires et de maximiser la sortie du système, l'efficacité du système doit être améliorée et l'efficacité de l'onduleur doit être améliorée. Selon le modèle, l'efficacité de conversion des produits de marque de première classe internationale est jusqu'à

Peut atteindre plus de 98%. Les onduleurs PV haute puissance peuvent atteindre une efficacité de conversion de 98,7%, et l'efficacité maximale du tracker de puissance (MPPT) peut atteindre 99,9%.

② Onduleurs avec une fiabilité élevée. Les centrales électriques distribuées PV de la Chine sont principalement utilisées dans les zones éloignées sans surveillance, ce qui rend plus difficile la vérification et la maintenance de l'onduleur, ce qui oblige l'onduleur PV à avoir une structure de circuit raisonnable, des composants de haute qualité et stricts, et diverses fonctions de protection automatique, telles que protection contre les courts-circuits de sortie CA, Protection d'inversion de polarité d'entrée DC, protection contre la surchauffe et les surcharges, etc.

Introduction à l'inverseur 4

L'onduleur a une large gamme de tension d'entrée CC et est garanti pour répondre aux exigences du réseau. La production d'énergie photovoltaïque étant soumise aux conditions météorologiques, sa tension aux bornes de sortie varie en fonction de la charge et de l'intensité et de la température de la lumière solaire. Bien que la batterie ait un rôle important dans la tension des cellules solaires, mais parce que la tension de la batterie fluctue avec la capacité restante et la résistance interne de la batterie, en particulier la tension d'extrémité de la batterie change plus avec la croissance de la durée de vie, Ce qui nécessite que l'onduleur doit être capable de fonctionner normalement dans une large tension d'entrée CC et d'assurer la stabilité de la tension de sortie, tandis que le courant de sortie ne peut pas avoir d'impact sur le réseau, conformément aux exigences de réseau connecté à la grille.

④ Dans les systèmes de production d'énergie PV de moyenne et grande capacité, l'onduleur doit produire une onde sinusoïdale avec moins de distorsion. En effet, dans les moyennes et grandes centrales photovoltaïques, si l'alimentation à ondes carrées est utilisée, la sortie contiendra plus de composants harmoniques et les harmoniques élevées entraîneront des pertes supplémentaires. De nombreux systèmes de production d'énergie photovoltaïque sont équipés d'équipements de communication ou d'équipements d'instrumentation, qui ont des exigences élevées en matière de qualité des vagues. Lorsque des centrales photovoltaïques de moyenne et grande capacité fonctionnent sur le réseau, l'onduleur doit également être tenu de produire du courant sinusoïdal afin d'éviter la pollution électrique du réseau public.

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