Nguyên lý làm việc của biến tần:
Cốt lõi của thiết bị biến tần là mạch chuyển mạch biến tần, gọi tắt là mạch biến tần.Mạch hoàn thành chức năng biến tần bằng cách bật và tắt công tắc điện tử nguồn.
Đặc trưng:
(1) Cần có hiệu quả cao.
Do giá pin mặt trời hiện nay cao, để tối đa hóa việc sử dụng pin mặt trời và nâng cao hiệu suất của hệ thống, chúng ta phải cố gắng nâng cao hiệu suất của biến tần.
(2) Cần có độ tin cậy cao.
Hiện nay, hệ thống trạm điện quang điện chủ yếu được sử dụng ở các vùng sâu vùng xa, nhiều trạm điện không được giám sát và bảo trì, điều này đòi hỏi biến tần phải có cấu trúc mạch hợp lý, lựa chọn thành phần nghiêm ngặt và yêu cầu biến tần phải có nhiều chức năng bảo vệ khác nhau, chẳng hạn như như: bảo vệ đảo ngược cực DC đầu vào, bảo vệ ngắn mạch đầu ra AC, quá nhiệt, bảo vệ quá tải, v.v.
(3) Điện áp đầu vào cần có phạm vi thích ứng rộng hơn.
Bởi vì điện áp đầu cuối của pin mặt trời thay đổi theo tải và cường độ ánh sáng mặt trời.Đặc biệt khi pin bị lão hóa, điện áp đầu cuối của nó rất khác nhau.Ví dụ: đối với pin 12V, điện áp đầu cực của nó có thể thay đổi trong khoảng từ 10V đến 16V, điều này yêu cầu biến tần hoạt động bình thường trong phạm vi điện áp đầu vào DC lớn.
Phân loại biến tần quang điện：
Có nhiều cách để phân loại biến tần.Ví dụ, theo số pha của điện áp xoay chiều đầu ra của biến tần, nó có thể được chia thành bộ biến tần một pha và bộ biến tần ba pha;Được chia thành bộ biến tần bóng bán dẫn, bộ biến tần thyristor và bộ biến tần thyristor tắt.Theo nguyên lý của mạch biến tần, nó cũng có thể được chia thành biến tần dao động tự kích thích, biến tần chồng chất sóng bước và biến tần điều chế độ rộng xung.Theo ứng dụng trong hệ thống nối lưới hoặc hệ thống không nối lưới, nó có thể được chia thành biến tần nối lưới và biến tần không nối lưới.Để tạo điều kiện thuận lợi cho người dùng quang điện tử lựa chọn bộ biến tần, ở đây chỉ phân loại các bộ biến tần theo các trường hợp áp dụng khác nhau.
1. Biến tần tập trung
Công nghệ biến tần tập trung là một số chuỗi quang điện song song được kết nối với đầu vào DC của cùng một biến tần tập trung.Nói chung, mô-đun nguồn IGBT ba pha được sử dụng cho công suất cao và bóng bán dẫn hiệu ứng trường được sử dụng cho công suất thấp.DSP chuyển đổi bộ điều khiển để cải thiện chất lượng nguồn điện được tạo ra, làm cho nguồn điện này rất gần với dòng điện hình sin, thường được sử dụng trong các hệ thống dành cho các nhà máy quang điện lớn (>10kW).Đặc điểm lớn nhất là công suất của hệ thống cao và giá thành thấp nhưng do điện áp và dòng điện đầu ra của các dây PV khác nhau thường không hoàn toàn khớp nhau (đặc biệt khi các dây PV bị tắc một phần do mây, bóng, vết ố). , v.v.), biến tần tập trung được sử dụng.Việc thay đổi cách thức sẽ dẫn đến giảm hiệu suất của quá trình biến tần và giảm năng lượng tiêu thụ của người sử dụng điện.Đồng thời, độ tin cậy phát điện của toàn bộ hệ thống quang điện bị ảnh hưởng bởi trạng thái làm việc kém của nhóm tổ máy quang điện.Hướng nghiên cứu mới nhất là sử dụng điều khiển điều chế vectơ không gian và phát triển kết nối tôpô mới của bộ biến tần để đạt được hiệu suất cao trong điều kiện tải một phần.
2. Biến tần chuỗi
Biến tần chuỗi dựa trên khái niệm mô-đun.Mỗi chuỗi quang điện (1-5kw) đi qua một biến tần, có công suất cực đại theo dõi ở phía DC và được kết nối song song ở phía AC.Biến tần phổ biến nhất trên thị trường.
Nhiều nhà máy quang điện lớn sử dụng bộ biến tần chuỗi.Ưu điểm là không bị ảnh hưởng bởi sự khác biệt mô-đun và độ bóng giữa các chuỗi, đồng thời giảm sự không khớp giữa điểm vận hành tối ưu của mô-đun quang điện và biến tần, từ đó tăng khả năng phát điện.Những ưu điểm kỹ thuật này không chỉ làm giảm chi phí hệ thống mà còn tăng độ tin cậy của hệ thống.Đồng thời, khái niệm “master-slave” được đưa ra giữa các dây, để hệ thống có thể kết nối nhiều nhóm dây quang điện với nhau và để một hoặc một số dây trong số chúng hoạt động trong điều kiện một chuỗi năng lượng không thể tạo ra một biến tần duy nhất hoạt động., từ đó sản xuất ra nhiều điện hơn.
Khái niệm mới nhất là một số bộ biến tần tạo thành một “nhóm” với nhau thay vì khái niệm “chủ-phụ”, điều này làm cho độ tin cậy của hệ thống tiến thêm một bước.Hiện nay, bộ biến tần chuỗi không biến áp đang chiếm ưu thế.
3. Biến tần vi mô
Trong hệ thống PV truyền thống, đầu vào DC của mỗi bộ biến tần chuỗi được kết nối nối tiếp bằng khoảng 10 tấm quang điện.Khi 10 tấm được mắc nối tiếp, nếu một tấm không hoạt động tốt thì chuỗi này sẽ bị ảnh hưởng.Nếu sử dụng cùng một MPPT cho nhiều đầu vào của biến tần thì tất cả các đầu vào cũng sẽ bị ảnh hưởng, làm giảm đáng kể hiệu suất phát điện.Trong ứng dụng thực tế, các yếu tố cản trở khác nhau như mây, cây cối, ống khói, động vật, bụi, băng và tuyết sẽ gây ra các yếu tố trên và tình trạng này rất phổ biến.Trong hệ thống PV của biến tần vi mô, mỗi bảng được kết nối với một biến tần vi mô.Khi một trong các panel hoạt động không tốt thì chỉ có panel này bị ảnh hưởng.Tất cả các tấm PV khác sẽ hoạt động tối ưu, giúp toàn bộ hệ thống hoạt động hiệu quả hơn và tạo ra nhiều điện năng hơn.Trong các ứng dụng thực tế, nếu bộ biến tần chuỗi bị lỗi, nó sẽ khiến vài kilowatt tấm pin mặt trời không hoạt động, trong khi tác động của sự cố bộ biến tần vi mô là khá nhỏ.
4. Tối ưu hóa năng lượng
Việc lắp đặt bộ tối ưu hóa năng lượng trong hệ thống phát điện mặt trời có thể cải thiện đáng kể hiệu suất chuyển đổi và đơn giản hóa các chức năng của biến tần để giảm chi phí.Để hiện thực hóa một hệ thống phát điện năng lượng mặt trời thông minh, trình tối ưu hóa năng lượng của thiết bị thực sự có thể làm cho mỗi pin mặt trời hoạt động hiệu suất tốt nhất và theo dõi trạng thái tiêu thụ pin bất cứ lúc nào.Bộ tối ưu hóa năng lượng là một thiết bị nằm giữa hệ thống phát điện và biến tần, nhiệm vụ chính của nó là thay thế chức năng theo dõi điểm công suất tối ưu ban đầu của biến tần.Trình tối ưu hóa năng lượng thực hiện quét theo dõi điểm năng lượng tối ưu cực nhanh bằng cách tương tự bằng cách đơn giản hóa mạch và một pin mặt trời tương ứng với trình tối ưu hóa năng lượng, để mỗi pin mặt trời có thể thực sự đạt được khả năng theo dõi điểm năng lượng tối ưu. Ngoài ra, trạng thái pin có thể được điều chỉnh được giám sát mọi lúc mọi nơi bằng cách lắp chip giao tiếp và sự cố có thể được báo cáo ngay lập tức để nhân viên liên quan có thể sửa chữa trong thời gian sớm nhất.
Chức năng của biến tần quang điện
Biến tần không chỉ có chức năng chuyển đổi DC-AC mà còn có chức năng tối đa hóa hiệu suất của pin mặt trời và chức năng bảo vệ lỗi hệ thống.Tóm lại, có chức năng vận hành và tắt tự động, chức năng điều khiển theo dõi công suất tối đa, chức năng vận hành chống độc lập (đối với hệ thống nối lưới), chức năng điều chỉnh điện áp tự động (đối với hệ thống nối lưới), chức năng phát hiện DC (đối với hệ thống nối lưới), chức năng phát hiện DC (đối với hệ thống nối lưới). hệ thống được kết nối), Chức năng phát hiện nối đất DC (đối với hệ thống nối lưới).Dưới đây là phần giới thiệu ngắn gọn về chức năng vận hành và tắt máy tự động cũng như chức năng điều khiển theo dõi công suất tối đa.
(1) Chức năng vận hành và dừng tự động
Sau khi mặt trời mọc vào buổi sáng, cường độ bức xạ mặt trời tăng dần và sản lượng của pin mặt trời cũng tăng lên.Khi đạt được công suất đầu ra mà biến tần yêu cầu, biến tần sẽ bắt đầu chạy tự động.Sau khi đi vào hoạt động, biến tần sẽ luôn giám sát đầu ra của mô-đun pin mặt trời.Miễn là công suất đầu ra của mô-đun pin mặt trời lớn hơn công suất đầu ra cần thiết để biến tần hoạt động thì biến tần sẽ tiếp tục chạy;nó sẽ dừng lại vào lúc hoàng hôn, ngay cả khi trời nhiều mây và mưa.Biến tần cũng có thể hoạt động.Khi đầu ra của mô-đun pin mặt trời trở nên nhỏ hơn và đầu ra của biến tần gần bằng 0, biến tần sẽ hình thành trạng thái chờ.
(2) Chức năng điều khiển theo dõi công suất tối đa
Đầu ra của mô-đun pin mặt trời thay đổi theo cường độ bức xạ mặt trời và nhiệt độ của chính mô-đun pin mặt trời (nhiệt độ chip).Ngoài ra, do mô-đun pin mặt trời có đặc điểm là điện áp giảm khi dòng điện tăng nên có một điểm vận hành tối ưu để có thể đạt được công suất tối đa.Cường độ bức xạ mặt trời đang thay đổi và rõ ràng điểm làm việc tối ưu cũng đang thay đổi.Liên quan đến những thay đổi này, điểm vận hành của mô-đun pin mặt trời luôn ở điểm công suất tối đa và hệ thống luôn đạt được công suất đầu ra tối đa từ mô-đun pin mặt trời.Điều khiển này là điều khiển theo dõi công suất tối đa.Tính năng lớn nhất của bộ biến tần cho hệ thống điện mặt trời là chúng bao gồm chức năng theo dõi điểm công suất cực đại (MPPT).
Thời gian đăng: Oct-26-2022
