Invertori pieder lielai statisko pārveidotāju grupai, kurā ietilpst daudzi mūsdienās's ierīces spēj"konvertēt”elektriskos parametrus ievadē, piemēram, spriegumu un frekvenci, lai iegūtu izvadi, kas ir saderīga ar slodzes prasībām.

Vispārīgi runājot, invertori ir ierīces, kas spēj pārveidot līdzstrāvu maiņstrāvā, un tās ir diezgan izplatītas rūpnieciskās automatizācijas lietojumos un elektriskajos piedziņās.Dažādu invertoru tipu arhitektūra un dizains mainās atkarībā no katra konkrētā lietojuma, pat ja to galvenais mērķis ir vienāds (līdzstrāvas pārveidošana maiņstrāvā).

1. Savrupie un tīklam pieslēgti invertori

Invertori, ko izmanto fotoelementu lietojumos, vēsturiski ir iedalīti divās galvenajās kategorijās:

:Savrupie invertori

:Tīklam pieslēgti invertori

Atsevišķie invertori ir paredzēti lietojumiem, kur PV stacija nav savienota ar galveno enerģijas sadales tīklu.Invertors spēj piegādāt elektroenerģiju pieslēgtajām slodzēm, nodrošinot galveno elektrisko parametru (sprieguma un frekvences) stabilitāti.Tas saglabā tos iepriekš noteiktās robežās, spējot izturēt īslaicīgas pārslodzes situācijas.Šādā situācijā invertors ir savienots ar akumulatora uzglabāšanas sistēmu, lai nodrošinātu pastāvīgu enerģijas piegādi.

Savukārt tīklam pieslēgtie invertori spēj sinhronizēties ar elektrisko tīklu, kuram tie ir pievienoti, jo šajā gadījumā spriegums un frekvence ir"uzlikts”pie galvenā tīkla.Šiem invertoriem jāspēj atslēgties, ja maģistrālais tīkls atteicas, lai izvairītos no iespējamās apgrieztās maģistrālā tīkla padeves, kas varētu radīt nopietnus draudus.

1. attēls — atsevišķas sistēmas un tīklam pieslēgtas sistēmas piemērs.Attēlu sniedza Biblus.

2. Kāda ir autobusa kondensatora loma

Invertora mērķis ir pārveidot līdzstrāvas viļņu formas spriegumu maiņstrāvas signālā, lai ievadītu jaudu slodzei (piemēram, elektrotīklam) noteiktā frekvencē un ar nelielu fāzes leņķi (φ ≈0).Vienkāršota shēma vienfāzes vienpolārai impulsa platuma modulācijai (PWM) ir parādīta attēlā.2 (to pašu vispārējo shēmu var attiecināt uz trīsfāžu sistēmu).Šajā shēmā PV sistēma, kas darbojas kā līdzstrāvas sprieguma avots ar zināmu avota induktivitāti, tiek veidota maiņstrāvas signālā caur četriem IGBT slēdžiem paralēli brīvgaitas diodēm.Šie slēdži tiek kontrolēti pie vārtiem, izmantojot PWM signālu, kas parasti ir IC izeja, kas salīdzina nesējviļņu (parasti vajadzīgās izejas frekvences sinusoidālo vilni) un atsauces vilni ar ievērojami augstāku frekvenci (parasti trīsstūra vilni). 5-20 kHz).IGBT izvade tiek veidota maiņstrāvas signālā, kas ir piemērots lietošanai vai režģa ievadīšanai, izmantojot dažādas LC filtru topoloģijas.

Saņemt citātu

2. attēls: vienfāzes impulsa platuma modulācija (PWM).invertora iestatīšana.IGBT slēdži kopā ar LC izejas filtru veido līdzstrāvas ieejas signālu izmantojamā maiņstrāvas signālā.Tas izraisa akaitīga sprieguma pulsācija pāri PV spailēm.AutobussKondensators ir izmērīts, lai samazinātu šo pulsāciju.

IGBT darbība rada pulsācijas spriegumu PV masīva spailē.Šī pulsācija ir kaitīga PV sistēmas darbībai, jo termināļiem pievadītajam nominālajam spriegumam jābūt IV līknes maksimālajā jaudas punktā (MPP), lai iegūtu vislielāko jaudu.Sprieguma pulsācija uz PV spailēm svārstīs no sistēmas iegūto jaudu, kā rezultātā

zemāka vidējā jauda (3. attēls).Kopnei ir pievienots kondensators, lai izlīdzinātu sprieguma pulsāciju.

3. attēls. Sprieguma pulsācija, ko PV spailēm ievada PWM invertora shēma, novirza pielietoto spriegumu no PV bloka maksimālā jaudas punkta (MPP).Tas rada masīva izejas jaudas pulsāciju tā, ka vidējā izejas jauda ir zemāka par nominālo MPP

Sprieguma pulsācijas amplitūdu (no maksimuma līdz maksimumam) nosaka pārslēgšanas frekvence, PV spriegums, kopnes kapacitāte un filtra induktivitāte saskaņā ar:

kur:

VPV ir saules paneļa līdzstrāvas spriegums,

Cbus ir kopnes kondensatora kapacitāte,

L ir filtra induktoru induktivitāte,

fPWM ir pārslēgšanās frekvence.

Vienādojums (1) attiecas uz ideālu kondensatoru, kas lādēšanas laikā neļauj lādiņai plūst cauri kondensatoram un pēc tam bez pretestības izlādē enerģiju, kas atrodas elektriskajā laukā.Patiesībā neviens kondensators nav ideāls (4. attēls), bet sastāv no vairākiem elementiem.Papildus ideālajai kapacitātei dielektriķis nav ideāli izturīgs, un neliela noplūdes strāva plūst no anoda uz katodu pa ierobežotu šunta pretestību (Rsh), apejot dielektrisko kapacitāti (C).Kad strāva plūst caur kondensatoru, tapas, folijas un dielektriķis nevada perfekti, un virknē ar kapacitāti ir līdzvērtīga virknes pretestība (ESR).Visbeidzot, kondensators uzglabā daļu enerģijas magnētiskajā laukā, tāpēc virknē ar kapacitāti un ESR ir līdzvērtīga virknes induktivitāte (ESL).

4. attēls. Vispārējā kondensatora ekvivalentā ķēde.Kondensators irsastāv no daudziem neideāliem elementiem, tostarp dielektriskās kapacitātes (C), bezgalīgas šunta pretestības caur dielektriķi, kas apiet kondensatoru, virknes pretestību (ESR) un virknes induktivitāti (ESL).

Pat tādā šķietami vienkāršā komponentā kā kondensators pastāv vairāki elementi, kas var sabojāties vai sabojāties.Katrs no šiem elementiem var ietekmēt invertora darbību gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas pusē.Lai noteiktu neideālo kondensatora komponentu degradācijas ietekmi uz sprieguma pulsāciju, kas tiek ievadīta PV spailēs, tika simulēts PWM vienpolārs H tilta invertors (2. attēls), izmantojot SPICE.Filtra kondensatori un induktori tiek turēti attiecīgi 250 µF un 20 mH.IGBT SPICE modeļi ir atvasināti no Petrie et al. darba. PWM signālu, kas kontrolē IGBT slēdžus, nosaka attiecīgi salīdzināšanas un invertējošās salīdzināšanas ķēdes augšējiem un zemajiem IGBT slēdžiem.PWM vadības ierīču ievade ir 9,5 V, 60 Hz sinusoidālais nesējsvilnis un 10 V, 10 kHz trīsstūrveida vilnis.