ອິນເວີເຕີ້ເປັນຂອງກຸ່ມຕົວແປງໄຟຟ້າສະຖິດຂະໜາດໃຫຍ່, ເຊິ່ງລວມມີຫຼາຍໆຕົວໃນປະຈຸບັນ'ອຸປະກອນ s ທີ່ສາມາດເຮັດໄດ້"ປ່ຽນໃຈ"ພາລາມິເຕີໄຟຟ້າໃນການປ້ອນຂໍ້ມູນ, ເຊັ່ນ: ແຮງດັນ ແລະ ຄວາມຖີ່, ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນຜະລິດທີ່ສອດຄ່ອງກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງການໂຫຼດ.

ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ອິນເວີເຕີ້ ແມ່ນອຸປະກອນທີ່ມີຄວາມສາມາດໃນການປ່ຽນກະແສໄຟຟ້າໂດຍກົງໄປເປັນກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບ ແລະ ເປັນສິ່ງທີ່ພົບເລື້ອຍໃນການນຳໃຊ້ລະບົບອັດຕະໂນມັດທາງອຸດສາຫະກຳ ແລະ ລະບົບຂັບເຄື່ອນໄຟຟ້າ. ສະຖາປັດຕະຍະກຳ ແລະ ການອອກແບບຂອງອິນເວີເຕີ້ປະເພດຕ່າງໆຈະປ່ຽນແປງໄປຕາມແຕ່ລະການນຳໃຊ້ສະເພາະ, ເຖິງແມ່ນວ່າຈຸດປະສົງຫຼັກຂອງມັນຈະຄືກັນ (ການປ່ຽນ DC ເປັນ AC).

1. ອິນເວີເຕີແບບສະແຕນອາໂລນ ແລະ ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ

ອິນເວີເຕີທີ່ໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ພະລັງງານແສງອາທິດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຫຼັກຄື:

:ອິນເວີເຕີແບບສະແຕນອລ

:ອິນເວີເຕີທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ

ອິນເວີເຕີແບບສະແຕນອາໂລນແມ່ນສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ໂຮງງານໄຟຟ້າແສງອາທິດບໍ່ໄດ້ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄືອຂ່າຍການແຈກຈ່າຍພະລັງງານຫຼັກ. ອິນເວີເຕີສາມາດສະໜອງພະລັງງານໄຟຟ້າໃຫ້ກັບການໂຫຼດທີ່ເຊື່ອມຕໍ່, ຮັບປະກັນຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງຕົວກຳນົດໄຟຟ້າຫຼັກ (ແຮງດັນ ແລະ ຄວາມຖີ່). ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ພວກມັນຢູ່ພາຍໃນຂອບເຂດທີ່ກຳນົດໄວ້ລ່ວງໜ້າ, ສາມາດທົນທານຕໍ່ສະຖານະການໂຫຼດເກີນຊົ່ວຄາວ. ໃນສະຖານະການນີ້, ອິນເວີເຕີຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບລະບົບເກັບຮັກສາແບັດເຕີຣີເພື່ອຮັບປະກັນການສະໜອງພະລັງງານທີ່ສະໝໍ່າສະເໝີ.

ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຕົວປ່ຽນໄຟຟ້າທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າສາມາດປະສານກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າທີ່ພວກມັນເຊື່ອມຕໍ່ໄດ້ ເພາະວ່າໃນກໍລະນີນີ້ ແຮງດັນ ແລະ ຄວາມຖີ່ແມ່ນ"ບັງຄັບ"ໂດຍຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຫຼັກ. ຕົວປ່ຽນໄຟຟ້າເຫຼົ່ານີ້ຕ້ອງສາມາດຕັດການເຊື່ອມຕໍ່ໄດ້ຖ້າຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຫຼັກລົ້ມເຫຼວເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການສະໜອງໄຟຟ້າກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຫຼັກ, ເຊິ່ງອາດຈະເປັນອັນຕະລາຍຮ້າຍແຮງ.

ຮູບທີ 1 - ຕົວຢ່າງຂອງລະບົບ Standalone ແລະ ລະບົບ Grid-connected. ຮູບພາບມາລະຍາດຈາກ Biblus.

2. ບົດບາດຂອງຕົວເກັບປະຈຸລົດເມແມ່ນຫຍັງ

ຈຸດປະສົງຂອງອິນເວີເຕີແມ່ນເພື່ອປ່ຽນແຮງດັນຮູບແບບຄື້ນ DC ໄປເປັນສັນຍານ AC ເພື່ອສີດພະລັງງານເຂົ້າໄປໃນການໂຫຼດ (ເຊັ່ນ: ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ) ໃນຄວາມຖີ່ທີ່ກຳນົດໃຫ້ ແລະ ມີມຸມເຟສນ້ອຍ (φ ≈0). ວົງຈອນທີ່ງ່າຍດາຍສຳລັບ Pulse-Width Modulation (PWM) ທີ່ມີຂົ້ວດຽວໃນເຟສດຽວແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ2 (ໂຄງຮ່າງທົ່ວໄປດຽວກັນນີ້ສາມາດຂະຫຍາຍໄປສູ່ລະບົບສາມເຟສໄດ້). ໃນແຜນວາດນີ້, ລະບົບ PV, ເຊິ່ງເຮັດໜ້າທີ່ເປັນແຫຼ່ງແຮງດັນ DC ທີ່ມີຄວາມเหนี่ยวนำແຫຼ່ງບາງຢ່າງ, ຖືກສ້າງຂຶ້ນເປັນສັນຍານ AC ຜ່ານສະວິດ IGBT ສີ່ຕົວຂະໜານກັບໄດໂອດທີ່ໝຸນໄດ້ຢ່າງອິດສະຫຼະ. ສະວິດເຫຼົ່ານີ້ຖືກຄວບຄຸມຢູ່ທີ່ປະຕູຜ່ານສັນຍານ PWM, ເຊິ່ງໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຜົນຜະລິດຂອງ IC ທີ່ປຽບທຽບຄື້ນພາຫະນະ (ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຄື້ນໄຊນ໌ຂອງຄວາມຖີ່ຜົນຜະລິດທີ່ຕ້ອງການ) ແລະຄື້ນອ້າງອີງທີ່ຄວາມຖີ່ສູງກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຄື້ນສາມຫຼ່ຽມທີ່ 5-20kHz). ຜົນຜະລິດຂອງ IGBTs ຖືກສ້າງຂຶ້ນເປັນສັນຍານ AC ທີ່ເໝາະສົມສຳລັບການໃຊ້ ຫຼື ການສີດຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຜ່ານການນຳໃຊ້ໂທໂພໂລຢີຕ່າງໆຂອງຕົວກອງ LC.

ຮັບໃບສະເໜີລາຄາ

ຮູບທີ 2: ການປັບຄວາມກວ້າງຂອງກຳມະຈອນ (PWM) ແບບເຟສດຽວການຕັ້ງຄ່າອິນເວີເຕີ. ສະວິດ IGBT, ພ້ອມກັບຕົວກອງຜົນຜະລິດ LC, ຮູບຮ່າງສັນຍານຂາເຂົ້າ DC ເປັນສັນຍານ AC ທີ່ໃຊ້ໄດ້. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ເປັນອັນຕະລາຍທົ່ວຂົ້ວ PV. ລົດເມຕົວເກັບປະຈຸຖືກປັບຂະໜາດເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການສັ່ນສະເທືອນນີ້.

ການເຮັດວຽກຂອງ IGBTs ເຮັດໃຫ້ເກີດແຮງດັນໄຟຟ້າແບບ ripple ໃສ່ຂົ້ວຂອງ PV array. ripple ນີ້ເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່ການເຮັດວຽກຂອງລະບົບ PV, ເນື່ອງຈາກແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ລະບຸທີ່ໃຊ້ກັບຂົ້ວຄວນຈະຖືກຮັກສາໄວ້ທີ່ຈຸດພະລັງງານສູງສຸດ (MPP) ຂອງເສັ້ນໂຄ້ງ IV ເພື່ອສະກັດພະລັງງານສູງສຸດ. ແຮງດັນໄຟຟ້າແບບ ripple ຢູ່ຂົ້ວ PV ຈະເຮັດໃຫ້ພະລັງງານທີ່ສະກັດອອກຈາກລະບົບສັ່ນສະເທືອນ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້

ພະລັງງານຜົນຜະລິດສະເລ່ຍຕ່ຳກວ່າ (ຮູບທີ 3). ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນລົດເມເພື່ອເຮັດໃຫ້ແຮງດັນໄຟຟ້າລຽບນຽນ.

ຮູບທີ 3: ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ປ່ຽນໄປໃຊ້ກັບຂົ້ວ PV ໂດຍລະບົບອິນເວີເຕີ PWM ຈະປ່ຽນແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ອອກຈາກຈຸດພະລັງງານສູງສຸດ (MPP) ຂອງອາເຣ PV. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດແຮງດັນໄຟຟ້າໃນຜົນຜະລິດພະລັງງານຂອງອາເຣ ດັ່ງນັ້ນພະລັງງານຜົນຜະລິດສະເລ່ຍຈຶ່ງຕ່ຳກວ່າ MPP ທີ່ກຳນົດໄວ້.

ຄວາມກວ້າງຂອງແຮງດັນ (ຈຸດສູງສຸດຫາຈຸດສູງສຸດ) ຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າຖືກກຳນົດໂດຍຄວາມຖີ່ຂອງການສະຫຼັບ, ແຮງດັນໄຟຟ້າ PV, ຄວາມຈຸຂອງລົດເມ, ແລະ ຄວາມໜ่วงຄວາມດັນຂອງຕົວກອງຕາມ:

ຢູ່ໃສ:

VPV ແມ່ນແຮງດັນໄຟຟ້າກະແສตรงຂອງແຜງແສງອາທິດ,

Cbus ແມ່ນຄວາມຈຸຂອງຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າຂອງລົດເມ,

L ແມ່ນຕົວໜ่วงຂອງຕົວໜ่วงຕົວກອງ,

fPWM ແມ່ນຄວາມຖີ່ຂອງການສະຫຼັບ.

ສົມຜົນ (1) ໃຊ້ກັບຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ເໝາະສົມທີ່ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ປະຈຸໄຫຼຜ່ານຕົວເກັບປະຈຸໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນປ່ອຍພະລັງງານທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນສະໜາມໄຟຟ້າໂດຍບໍ່ມີຄວາມຕ້ານທານ. ໃນຄວາມເປັນຈິງແລ້ວ, ບໍ່ມີຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າໃດເໝາະສົມ (ຮູບທີ 4) ແຕ່ປະກອບດ້ວຍຫຼາຍອົງປະກອບ. ນອກເໜືອໄປຈາກຄວາມຈຸທີ່ເໝາະສົມ, ໄດອີເລັກຕຣິກບໍ່ຕ້ານທານຢ່າງສົມບູນ ແລະ ກະແສໄຟຟ້າຮົ່ວໄຫຼເລັກນ້ອຍຈາກຂົ້ວບວກໄປຫາຂົ້ວລົບຕາມຄວາມຕ້ານທານ shunt ທີ່ຈຳກັດ (Rsh), ໂດຍຂ້າມຄວາມຈຸໄດອີເລັກຕຣິກ (C). ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າຜ່ານຕົວເກັບປະຈຸໄຫຼ, ຂາ, ແຜ່ນໂຟຍ, ແລະ ໄດອີເລັກຕຣິກບໍ່ນຳໄຟຟ້າໄດ້ຢ່າງສົມບູນ ແລະ ມີຄວາມຕ້ານທານອະນຸກົມທຽບເທົ່າ (ESR) ໃນອະນຸກົມກັບຄວາມຈຸ. ສຸດທ້າຍ, ຕົວເກັບປະຈຸເກັບຮັກສາພະລັງງານບາງຢ່າງໄວ້ໃນສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີຄວາມໜ่วงໄຟຟ້າອະນຸກົມທຽບເທົ່າ (ESL) ໃນອະນຸກົມກັບຄວາມຈຸ ແລະ ESR.

ຮູບທີ 4: ວົງຈອນທຽບເທົ່າຂອງຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າທົ່ວໄປ. ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າແມ່ນປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບທີ່ບໍ່ເໝາະສົມຫຼາຍຢ່າງ, ລວມທັງຄວາມຈຸໄຟຟ້າ (C), ຄວາມຕ້ານທານ shunt ທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດຜ່ານໄຟຟ້າທີ່ຂ້າມຕົວເກັບປະຈຸ, ຄວາມຕ້ານທານຊຸດ (ESR), ແລະ ຄວາມໜ่วงໄຟຟ້າຊຸດ (ESL).

ເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນອົງປະກອບທີ່ເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍຄືກັບຕົວເກັບປະຈຸ, ກໍມີຫຼາຍອົງປະກອບທີ່ສາມາດລົ້ມເຫຼວ ຫຼື ເສື່ອມສະພາບໄດ້. ແຕ່ລະອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ພຶດຕິກຳຂອງອິນເວີເຕີ, ທັງໃນດ້ານ AC ແລະ DC. ເພື່ອກຳນົດຜົນກະທົບຂອງການເສື່ອມສະພາບຂອງອົງປະກອບຕົວເກັບປະຈຸທີ່ບໍ່ເໝາະສົມທີ່ມີຕໍ່ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ນຳສະເໜີຜ່ານຂົ້ວ PV, ອິນເວີເຕີ H-bridge ຂົ້ວດຽວ PWM (ຮູບທີ 2) ໄດ້ຖືກຈຳລອງໂດຍໃຊ້ SPICE. ຕົວເກັບປະຈຸ ແລະ ຕົວເກັບປະຈຸຂອງຕົວກອງຖືກຮັກສາໄວ້ທີ່ 250µF ແລະ 20mH ຕາມລຳດັບ. ຮູບແບບ SPICE ສຳລັບ IGBTs ແມ່ນມາຈາກວຽກງານຂອງ Petrie et al. ສັນຍານ PWM, ເຊິ່ງຄວບຄຸມສະວິດ IGBT, ຖືກກຳນົດໂດຍວົງຈອນປຽບທຽບ ແລະ ວົງຈອນປຽບທຽບກັບສະວິດ IGBT ດ້ານສູງ ແລະ ຕ່ຳຕາມລຳດັບ. ອິນພຸດສຳລັບການຄວບຄຸມ PWM ແມ່ນຄື້ນບັນທຸກໄຊນ໌ 9.5V, 60Hz ແລະ ຄື້ນສາມຫຼ່ຽມ 10V, 10kHz.