Inverters ເປັນຂອງກຸ່ມຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ static converters, ເຊິ່ງປະກອບມີຈໍານວນຫຼາຍຂອງມື້ນີ້'s ອຸປະກອນສາມາດ“ປ່ຽນ”ຕົວກໍານົດການໄຟຟ້າໃນວັດສະດຸປ້ອນ, ເຊັ່ນ: ແຮງດັນແລະຄວາມຖີ່, ເພື່ອຜະລິດຜົນຜະລິດທີ່ເຫມາະສົມກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງການໂຫຼດໄດ້.

ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, inverters ແມ່ນອຸປະກອນທີ່ສາມາດປ່ຽນກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງເປັນກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບແລະແມ່ນຂ້ອນຂ້າງທົ່ວໄປໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກໍາແລະໄດໄຟຟ້າ.ສະຖາປັດຕະຍະກໍາແລະການອອກແບບຂອງປະເພດ inverter ທີ່ແຕກຕ່າງກັນມີການປ່ຽນແປງຕາມແຕ່ລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະ, ເຖິງແມ່ນວ່າຫຼັກຂອງຈຸດປະສົງຕົ້ນຕໍຂອງເຂົາເຈົ້າແມ່ນຄືກັນ (DC ກັບ AC ແປງ).

1.ຕົວປ່ຽນແບບສະແຕນດາໂລນ ແລະຕົວເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ

Inverters ທີ່ໃຊ້ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ photovoltaic ປະຫວັດສາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຕົ້ນຕໍ:

:ຕົວແປງສັນຍານແບບດ່ຽວ

:ອິນເວີເຕີເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍ

ຕົວແປງໄຟຟ້າແບບສະແຕນດຽວແມ່ນສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ໂຮງງານ PV ບໍ່ໄດ້ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄືອຂ່າຍການແຈກຢາຍພະລັງງານຕົ້ນຕໍ.inverter ສາມາດສະຫນອງພະລັງງານໄຟຟ້າໃຫ້ກັບການໂຫຼດທີ່ເຊື່ອມຕໍ່, ຮັບປະກັນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຕົວກໍານົດການໄຟຟ້າຕົ້ນຕໍ (ແຮງດັນແລະຄວາມຖີ່).ນີ້ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ກໍານົດໄວ້ລ່ວງຫນ້າ, ສາມາດທົນກັບສະຖານະການ overloading ຊົ່ວຄາວ.ໃນສະຖານະການນີ້, inverter ແມ່ນບວກໃສ່ກັບລະບົບເກັບຮັກສາຫມໍ້ໄຟເພື່ອຮັບປະກັນການສະຫນອງພະລັງງານທີ່ສອດຄ່ອງ.

ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ເຄື່ອງແປງໄຟຟ້າທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າແມ່ນສາມາດ synchronize ກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າທີ່ເຂົາເຈົ້າເຊື່ອມຕໍ່ເພາະວ່າ, ໃນກໍລະນີດັ່ງກ່າວນີ້, ແຮງດັນແລະຄວາມຖີ່ແມ່ນ.“ບັງຄັບ”ໂດຍຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຕົ້ນຕໍ.inverter ເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງສາມາດຕັດການເຊື່ອມຕໍ່ໄດ້ຖ້າຫາກວ່າຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຕົ້ນຕໍລົ້ມເຫລວເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການສະຫນອງ reverse ທີ່ເປັນໄປໄດ້ຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຕົ້ນຕໍ, ຊຶ່ງສາມາດເປັນຕົວແທນອັນຕະລາຍຮ້າຍແຮງ.

ຮູບທີ 1 - ຕົວຢ່າງຂອງລະບົບ Standalone ແລະລະບົບ Grid-connected.ຮູບພາບມາລະຍາດຈາກ Biblus.

2.ບົດບາດຂອງຕົວເກັບປະຈຸລົດເມແມ່ນຫຍັງ

ຈຸດປະສົງຂອງ inverter ແມ່ນເພື່ອຫັນເປັນແຮງດັນຂອງ waveform DC ເຂົ້າໄປໃນສັນຍານ AC ໃນຄໍາສັ່ງທີ່ຈະສີດພະລັງງານເຂົ້າໄປໃນການໂຫຼດ (ເຊັ່ນ: ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ) ໃນຄວາມຖີ່ທີ່ກໍານົດໄວ້ແລະມີມຸມໄລຍະຂະຫນາດນ້ອຍ (.φ ≈0).ວົງຈອນທີ່ງ່າຍດາຍສໍາລັບໄລຍະດຽວ unipolar Pulse-Width Modulation (PWM) ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ2 (ໂຄງການທົ່ວໄປດຽວກັນສາມາດຂະຫຍາຍໄປສູ່ລະບົບສາມໄລຍະ).ໃນ schematic ນີ້, ລະບົບ PV, ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນແຫຼ່ງແຮງດັນ DC ທີ່ມີ inductance ແຫຼ່ງບາງ, ໄດ້ຖືກຮູບຮ່າງເປັນສັນຍານ AC ຜ່ານສີ່ສະຫຼັບ IGBT ໃນຂະຫນານກັບ diodes freewheeling.ສະຫວິດເຫຼົ່ານີ້ຖືກຄວບຄຸມຢູ່ທີ່ປະຕູຜ່ານສັນຍານ PWM, ເຊິ່ງໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວແມ່ນຜົນຜະລິດຂອງ IC ທີ່ປຽບທຽບຄື້ນຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ (ປົກກະຕິແລ້ວເປັນຄື້ນ sine ຂອງຄວາມຖີ່ຜົນຜະລິດທີ່ຕ້ອງການ) ແລະຄື້ນອ້າງອີງໃນຄວາມຖີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຄື້ນສາມຫຼ່ຽມ. ທີ່ 5-20kHz).ຜົນຜະລິດຂອງ IGBTs ແມ່ນຮູບຮ່າງເປັນສັນຍານ AC ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຫຼືສີດຕາຂ່າຍໄຟຟ້າໂດຍຜ່ານການນໍາໃຊ້ຂອງ topologies ຕ່າງໆຂອງການກັ່ນຕອງ LC.

ຮັບວົງຢືມ

ຮູບທີ 2: Pulsed Width Modulation (PWM) ໄລຍະດຽວການຕິດຕັ້ງ inverter.ສະວິດ IGBT, ພ້ອມກັບຕົວກອງຜົນຜະລິດ LC, ຮູບຮ່າງສັນຍານ input DC ໃຫ້ເປັນສັນຍານ AC ທີ່ໃຊ້ໄດ້.ນີ້ເຮັດໃຫ້ເປັນແຮງດັນທີ່ລົບອອກ ripple ທົ່ວ PV terminals.ລົດເມcapacitor ແມ່ນຂະຫນາດເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນ ripple ນີ້.

ການປະຕິບັດການຂອງ IGBTs ແນະນໍາແຮງດັນ ripple ໃສ່ terminal ຂອງ PV array.ripple ນີ້ແມ່ນເປັນການລົບຕໍ່ການເຮັດວຽກຂອງລະບົບ PV, ເນື່ອງຈາກວ່າແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ກັບ terminal ຄວນຖືກຈັດຂຶ້ນຢູ່ທີ່ຈຸດພະລັງງານສູງສຸດ (MPP) ຂອງເສັ້ນໂຄ້ງ IV ເພື່ອສະກັດພະລັງງານຫຼາຍທີ່ສຸດ.ແຮງດັນໄຟຟ້າໃນ PV terminals ຈະ oscillate ພະລັງງານທີ່ສະກັດອອກຈາກລະບົບ, ສົ່ງຜົນໃຫ້.

ຜົນຜະລິດພະລັງງານສະເລ່ຍຕ່ໍາ (ຮູບ 3).A capacitor ໄດ້ຖືກເພີ່ມໃສ່ລົດເມເພື່ອໃຫ້ກ້ຽງອອກ ripple ແຮງດັນ.

ຮູບທີ 3: ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ນໍາມາສູ່ PV terminals ໂດຍ PWM inverter scheme ປ່ຽນແຮງດັນທີ່ນໍາໃຊ້ອອກຈາກຈຸດພະລັງງານສູງສຸດ (MPP) ຂອງ PV array.ອັນນີ້ແນະນຳການເກີດກະແສໄຟຟ້າຂອງອາເຣເພື່ອໃຫ້ພະລັງງານຜົນຜະລິດສະເລ່ຍຕໍ່າກວ່າ MPP ນາມ.

ຄວາມກວ້າງຂອງກາງ (ສູງສຸດເຖິງຈຸດສູງສຸດ) ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນ, ແຮງດັນ PV, ຄວາມຈຸຂອງລົດເມ, ແລະ inductance ການກັ່ນຕອງຕາມ:

ບ່ອນທີ່:

VPV ແມ່ນແຮງດັນໄຟຟ້າ DC ຂອງແຜງແສງອາທິດ,

Cbus ແມ່ນ capacitance ຂອງ capacitor ລົດເມ,

L ແມ່ນ inductance ຂອງ inductors ການກັ່ນຕອງ,

fPWM ແມ່ນຄວາມຖີ່ຂອງການສະຫຼັບ.

ສົມຜົນ (1) ໃຊ້ກັບຕົວເກັບປະຈຸທີ່ເຫມາະສົມທີ່ປ້ອງກັນການໄຫຼຜ່ານ capacitor ໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟແລະຫຼັງຈາກນັ້ນປ່ອຍພະລັງງານທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ມີຄວາມຕ້ານທານ.ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ບໍ່ມີຕົວເກັບປະຈຸແມ່ນເຫມາະສົມ (ຮູບ 4) ແຕ່ປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບຫຼາຍ.ນອກເຫນືອໄປຈາກຄວາມອາດສາມາດທີ່ເຫມາະສົມ, dielectric ແມ່ນບໍ່ທົນທານຢ່າງສົມບູນແລະກະແສໄຟຟ້າຮົ່ວໄຫຼຂະຫນາດນ້ອຍຈາກ anode ກັບ cathode ຕາມຄວາມຕ້ານທານ shunt finite (Rsh), bypassing dielectric capacitance (C).ໃນເວລາທີ່ກະແສໄຟຟ້າຜ່ານ capacitor ແມ່ນໄຫຼ, pins, foils, ແລະ dielectric ບໍ່ໄດ້ດໍາເນີນການຢ່າງສົມບູນແລະມີຄວາມຕ້ານທານຊຸດທຽບເທົ່າ (ESR) ໃນຊຸດທີ່ມີ capacitance.ສຸດທ້າຍ, ຕົວເກັບປະຈຸເກັບພະລັງງານບາງຢ່າງຢູ່ໃນສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີຊຸດ inductance ທຽບເທົ່າ (ESL) ໃນຊຸດທີ່ມີ capacitance ແລະ ESR.

ຮູບທີ 4: ວົງຈອນທຽບເທົ່າຂອງຕົວເກັບປະຈຸທົ່ວໄປ.capacitor ແມ່ນປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບທີ່ບໍ່ເຫມາະສົມຫຼາຍ, ລວມທັງ dielectric capacitance (C), ຄວາມຕ້ານທານ shunt ທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດໂດຍຜ່ານ dielectric ທີ່ bypasses capacitor, ຄວາມຕ້ານທານຊຸດ (ESR), ແລະຊຸດ inductance (ESL).

ເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນອົງປະກອບທີ່ເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍເຊັ່ນ capacitor, ມີອົງປະກອບຫຼາຍຢ່າງທີ່ສາມາດລົ້ມເຫລວຫຼືຫຼຸດລົງ.ແຕ່ລະອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ພຶດຕິກໍາຂອງ inverter, ທັງຢູ່ໃນດ້ານ AC ແລະ DC.ເພື່ອກໍານົດການເສື່ອມໂຊມຂອງອົງປະກອບຂອງຕົວເກັບປະຈຸທີ່ບໍ່ເຫມາະສົມທີ່ມີແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ນໍາສະເຫນີໃນທົ່ວ PV terminals, inverter PWM unipolar H-bridge (ຮູບ 2) ໄດ້ຖືກຈໍາລອງໂດຍໃຊ້ SPICE.ຕົວເກັບປະຈຸການກັ່ນຕອງແລະ inductors ແມ່ນຖືຢູ່ທີ່ 250µF ແລະ 20mH, ຕາມລໍາດັບ.ແບບຈໍາລອງ SPICE ສໍາລັບ IGBTs ແມ່ນໄດ້ມາຈາກການເຮັດວຽກຂອງ Petrie et al. ສັນຍານ PWM, ເຊິ່ງຄວບຄຸມການສະຫຼັບ IGBT, ຖືກກໍານົດໂດຍວົງຈອນປຽບທຽບແລະ inverting ວົງຈອນການປຽບທຽບສໍາລັບສະຫຼັບ IGBT ສູງແລະຕ່ໍາ, ຕາມລໍາດັບ.ວັດສະດຸປ້ອນສໍາລັບການຄວບຄຸມ PWM ແມ່ນຄື້ນ 9.5V, 60Hz sine carrier wave ແລະ 10V, 10kHz triangular wave.