Анализ основных параметров производительности солнечных фотоэлектрических инверторов

Солнечный фотоэлектрический инвертор — это устройство регулирования мощности, построенное на полупроводниковых приборах, основная функция которого заключается в преобразовании электроэнергии постоянного тока в переменный. Его типичная структура состоит из двух частей: повышающей схемы и мостовой схемы инвертора. Повышающая схема отвечает за повышение постоянного напряжения, генерируемого солнечным элементом, до уровня, необходимого для управления выходом инвертора. Мостовая схема инвертора, соответственно, преобразует повышенное постоянное напряжение в переменное, соответствующее частоте электросети.

Это устройство также известно как регулятор мощности. В фотоэлектрических системах электрогенерации их можно разделить на два типа в зависимости от условий применения: автономные и подключенные к сети. В зависимости от метода модуляции формы сигнала они подразделяются на инверторы с прямоугольной формой импульса, инверторы со ступенчатой ​​формой импульса, инверторы с синусоидальной формой импульса и комбинированные трёхфазные инверторы. Специализированные инверторы для систем, подключенных к сети, можно разделить на инверторы с трансформатором и без трансформатора в зависимости от наличия или отсутствия трансформатора.

Основные параметры производительности солнечных фотоэлектрических инверторов следующие:

1. Номинальное выходное напряжение

В пределах допустимого диапазона колебаний входного постоянного напряжения фотоэлектрический инвертор должен обеспечивать выходное напряжение номинального значения. Как правило, номинальная выходная мощность для однофазной сети составляет 220 В, а для трёхфазной — 380 В. Отклонение колебаний напряжения определяется следующим образом:

• В установившемся режиме работы отклонение колебаний напряжения обычно не превышает ±5% от номинального значения.
• При резком изменении нагрузки отклонение напряжения не должно превышать ±10% от номинального значения.

• В нормальных условиях работы степень несимметрии трехфазного напряжения на выходе инвертора должна быть ≤8%.

• Требования к искажению формы выходного переменного напряжения (синусоида) следующие: трехфазный выход ≤5%, однофазный выход ≤10%.

• В нормальных условиях эксплуатации отклонение частоты выходного переменного напряжения инвертора должно быть ≤1%. Согласно национальному стандарту GB/T 19064-2003, диапазон частоты выходного напряжения составляет от 49 Гц до 51 Гц.

2. Коэффициент мощности нагрузки

Этот параметр характеризует способность инвертора управлять индуктивной или емкостной нагрузкой. При синусоидальном сигнале на выходе коэффициент мощности нагрузки обычно устанавливается в диапазоне от 0,7 до 0,9, при этом номинальным значением обычно является 0,9. Если мощность нагрузки определена, то при низком коэффициенте мощности инвертора необходимо увеличить его мощность, что приводит к увеличению стоимости. В то же время, увеличение полной мощности контура переменного тока системы и увеличение тока в контуре неизбежно приведут к увеличению потерь и снижению общей эффективности системы.

3. Номинальный выходной ток и номинальная выходная мощность

• Номинальный выходной ток — это номинальное значение тока, которое инвертор может выдавать в пределах указанного диапазона коэффициента мощности нагрузки, единицей измерения является ампер (А).

• Номинальная выходная мощность определяется как произведение номинального выходного напряжения и номинального выходного тока инвертора при коэффициенте выходной мощности, равном 1 (т. е. для чисто резистивных нагрузок), в единицах киловольт-ампер (кВА) или киловатт (кВт).