一般,把将沟通电能改换成直流电能的进程称为整流,把完结整流功用的电路称为整流电路,把完结整流进程的设备称为整流设备或整流器。与之相对应,把将直流电能改换成沟通电能的进程称为逆变,把完结逆变功用的电路称为逆变电路,把完结逆变进程的设备称为逆变设备或逆变器。
逆变器又称电源调整器,依据逆变器在光伏发电体系中的用处可分为独立型电源用和并网用二种。依据波形调制方法又可分为方波逆变器、阶梯波逆变器、正弦波逆变器和组合式三相逆变器。关于用于并网体系的逆变器,依据有无变压器又可分为变压器型逆变器和无变变压器型逆变器。
如上所述,逆变器有多种类型,因而在挑选机种和容量时需特别留意。尤其在太阳能发电体系中,逆变器功率的凹凸是决议太阳能电池容量和蓄电池容量巨细的重要因素。
光伏逆变器的规划方案
根据光伏并网逆变器的根本原理和操控战略,规划了并网型逆变器的结构,其选用了内置高频变压器的前后两级结构,即前级DC/DC高频升压,后级DC/AC工频逆变。该规划方式具有电路简略、功用安稳、转化功率高级长处。
在动力日益严重的今日,光伏发电技能越来越受到重视。太阳能电池和风力发电机发生的直流电需求经过逆变器逆变并到达规则要求才干并网,因而逆变器的规划关乎到光伏体系是否合理、高效、经济的运转。
1、光伏逆变器的原理结构
光伏并网逆变器的结构如图1所示,主要由前级DC/DC改换器和后级DC/AC逆变器构成。其根本原理是经过高频改换技能将低压直流电变成高压直流电,然后经过工频逆变电路得到220V沟通电。这种结构具有电路简略、逆变电源空载损耗很小、输出功率大、逆变功率高、安稳性好、失真度小等长处。
逆变器主电路如图2所示。DC/DC模块的操控运用SG3525芯片。SG3525是双端输出式SPWM脉宽调制芯片,发生占空比可变的PWM波形用于驱动晶闸管的门极来操控晶闸管通断,然后到达操控输出波形的意图。
作为并网逆变器的要害模块,DC/AC模块具有更高的操控要求,本规划选用TI公司的TMS320F240作为主控芯片,用于收集电网同步信号、沟通输入电压信号、调度IGBT门极驱动电路脉冲频率,经过根据DSP芯片的软件锁相环操控技能,完结对并网电流的频率、相位操控,使输出电压满意与电网电压的同频、同相联系。
滤波选用二阶带通滤波器,是有源滤波器的一种,用于传输有用频段的信号,按捺或衰减无用频段的信号。其能够有用地滤除逆变后发生的高频搅扰波形,使逆变后的电压波形到达并网的要求。
2、DC/DC操控模块
SG3525是专用于驱动N沟道功率MOSFET的PWM操控芯片。SG3525的输出驱动为推拉输出方式,可直接驱动MOS管;内部含有欠压确定电路、软启动操控电路、PWM锁存器,具有过流维护功用,频率可调,一起能约束最大占空比。其2个输出别离接2个MOS管操控其开断,为了进步对推挽式DC/DC高频升压进程有用的操控,进步频宽调制的准确性,相应规划了检测电路,检测输出电流、电压,然后反应到操控芯片。检测电路包含偏磁检测电路、电压反应采样电路、电流反应采样电路。SG3525操控模块结构如图3.
3、DC/AC操控模块
3.1 TMS320F240操控中心
TMS320F240是美国TI公司的定点式数字信号处理器芯片,硬件架构以16位为根本数据处理单元,它集成了高功用DSP内核,而且有着丰厚的外设功用,处理速度快。DSP体系的外围电路包含时钟电路、复位电路、电源电路等,合作各种信号检测电路、驱动电路,以到达对逆变体系的波形操控、脉宽调制、毛病维护等要求,其结构图如图4.
3.2电压和电流检测电路
(1)电网电压过零检测电路
逆变后沟通电的电压有必要与电网电压同相、同频才干并网,因而要对输出电压进行锁相操控。因为输出的电压信号为正弦波,而操控芯片只能辨认TTL电平信号,因而需求一个电路将正弦波信号转化为操控芯片能够辨认的TTL电平信号。本规划顶用LV25P电压传感器,将电网电压收集并转化成与电网电压等相位的低电压脉冲信号,经过一组比较器电路,能够输出一组与电网电压同相的低压方波信号。当被检测的电网电压超越零点,则输出高电平。电网电压过零检测电路如图5所示。
电网电压过零检测电路得到的方波信号,经过双施密特反相电路将信号送到DSP芯片的捕获引脚上,捕获单元在检测到上升沿时触发中止,进行锁相。
(2)沟通电流检测电路
沟通电流检测电路运用CSM300LT闭环式电流传感器,如图6.CSM300LT是运用霍尔效应闭环原理的电流传感器,在电阻隔条件下丈量沟通电流。当沟通电经过传感器时,传感器将电流信号转化成电压信号送给信号调度电路,经处理后输入到DSP芯片的管脚。调度电路由RC滤波电路和二组集成运放阻隔电路组成。
4、辅佐电源
逆变器的操控电路、信号收集电路及开关管驱动电路等需求不同的习惯电源,因而需求一个独立的电源为其供电。所规划辅佐电源输出的电压别离为+15V、-15V、+5V三种,选用单端反激式DC/DC拓扑结构,运转安稳、牢靠,辅佐电源电路的根本电路如图7所示。
5、有源滤波
有源滤波选用二阶带通滤波器,它是由运算放大器和阻容元件组成的一种选频网络,用来滤除逆变进程中发生的高次谐波,其原理是经过设置电路参数答应某一个通频带范围内的信号经过,而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号均加以衰减或按捺,如图8.
光伏发电作为新动力开发利用的重要内容,关于处理动力和环境问题,有着深远的含义。逆变器是光伏发电进程中的重要环节。文中对逆变体系的拓扑结构进行了研讨,规划了以高频升压和全桥逆变为拓扑结构的逆变体系,再合作有源滤波,为太阳能的进一步开发利用起到必定的效果。
光伏逆变器的装置维护
1、在装置前首要应该查看逆变器是否在运输进程中有无损坏。
2、在挑选装置场所时,应该保证周围内没有任何其他电力电子设备的搅扰。
3、在进行电气衔接之前,有必要选用不透光资料将光伏电池板掩盖或断开直流侧断路器。露出于阳光,光伏阵列将会发生风险电压。
4、一切装置操作有必要且仅由专业技能人员完结。
5、光伏体系发电体系中所运用线缆有必要衔接结实,杰出绝缘以及标准适宜。
6、一切的电气装置有必要满意当地以及国家电气标准。
7、仅当得到当地电力部门答应后并由专业技能人员完结一切电气衔接后才可将逆变器并网。
8、在进行任何修理作业前,应首要断开逆变器与电网的电气衔接,然后断开直流侧电气衔接。
9、等候至少5分钟直到内部元件放电结束方可进行修理作业。
10、任何影响逆变器安全功用的毛病有必要当即扫除方可再次敞开逆变器。
11、防止不必要的电路板触摸。
12、恪守静电防护标准,佩带防静电手环。
13、留意并恪守产品上的正告标识。
14、操作前开始目视查看设备有无损坏或其它风险状况。
15、留意逆变器热外表。例如功率半导体的散热器等,在逆变器断电后一段时间内,仍坚持较高温度。
光伏逆变器的装置流程
逆变器的整体装置流程如图所示,装置流程阐明如表所示:
逆变器装置方位的要求
1、勿将逆变器装置在阳光直射处。不然可能会导致额定的逆变器内部温度,逆变器为维护内部元件将降额运转。乃至温度过高引发逆变器温度毛病。
2、挑选装置场所应满足巩固能长期支撑逆变器的分量。
3、所挑选装置场所环境温度为-25°C~50°C,装置环境清洁。
4、所挑选装置场所环境湿度不超越95%,且无凝露
5、逆变器前方应留有满足空隙使得易于调查数据以及修理。
6、尽量装置在远离居民生活的当地,其运转进程中会发生一些噪声。
7、装置当地保证不会晃动。