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光伏并網發電原理圖

添加時間:2020-06-01 14:01:58   瀏覽次數: 次    【 】   打印   關閉窗口

      光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。

      光伏發電的基本原理

      獨立光伏發電系統由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器組件、控制器和負載(直流負載和交流負載)組成。因為太陽能電池產生的電能為直流,但是由于光照強度實時變化,太陽能電池輸出的電壓也不穩定,這時也需要蓄電池來起到一個濾波的作用,將太陽能電池產生的電壓穩定在蓄電池的電壓值上,在另外一種意義上,用蓄電池也有儲能的作用,可以將過剩的電能儲存起來供在光照強度較低的時候使用。如果是直流負載就可以直接接在蓄電池上工作,如果是交流負載,那么需要經過逆變器的DC-AC 變換,將直流電變成交流電,供給交流負載。

      并網光伏發電的基本原理

      獨立光伏發電系統由太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器組件、控制器和負載組成。因為需要將光伏發出來的電回饋給電網,這就需要將直流電轉換為電網要求的220V、50HZ 的交流電,并且在相同相位的情況下并網,像電網供電。

      無論是獨立光伏發電系統還是并網光伏發電系統,逆變系統對于交流負載和并網發電都是必不可少的,接下來我們主要就光伏分布發電中的逆變系統的相關設計進行研究。

      光伏發電逆變系統的組成

      光伏發電系統主要由太陽能電池、主回路、控制電路和負載組成。主回路主要包括DC/DC 電路、DC/AC 電路、濾波器組件。下面主要對于主回路部分的設計做介紹,其中包括主回路的拓撲結構進行分析,介紹一下全橋逆變電路的工作原理以及逆變器模塊的選型,以及相關保護的設計。

      光伏發電逆變系統的拓撲結構

      通常單相電壓型逆變器主要分為推挽式、半橋和全橋逆變電路三種。這三種方式根據其不同的特點應用于不同的場合。

      推挽式逆變電路的電路結構比較簡單,如圖3-1 所示。其上電路只需要兩個晶閘管,基極驅動電路不需要隔離,驅動電路比較簡單,但是晶閘管需要承受2 倍的線路峰值電壓,所以適合于低輸入電壓的場合應用。

      同時變壓器存在偏磁現象,初級繞組有中心抽頭,流過的電流有效值和銅耗較大,初級繞阻兩部分應緊密藕合,繞制工藝復雜。因為推挽式逆變電路對于晶閘管的耐壓要求比較高,不適合作為光伏發電的逆變系統主回路。

      相比于推挽式逆變電路,單相半橋式逆變電路中所使用的晶閘管的耐壓要求就相對較低,不會有線電壓峰值2 倍這么多,絕對不會超過線電壓峰值。其逆變出來的波形也相對推挽式比較接近于正弦波,所以濾波的要求也相對較低。由于晶閘管的飽和壓降減小到了最小,所以不是最重要的影響因素之一。但是由于半橋式逆變電路的結構決定其集電極電流在晶閘管導通時會增加一倍,使得在晶閘管選型的過程中,要考慮大電流、承受高壓的情況,就難免會因為其價格昂貴,所以不適合作為光伏發電的逆變系統主回路。

 

 


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