Pretvorba zelenih moči sončnega fotonapetostnega sistema za proizvodnjo električne energije

Uporaba elektroenergetskega sistema sončne fotonapetostne povezave se je začela v začetku osemdesetih let prejšnjega stoletja. V ta namen so si prizadevale Združene države, Japonska, Nemčija in Italija. V tistem času so bile zgrajene obsežne fotonapetostne elektroenergetske mreže s prostornino od 100 kW do 1 MW. In to so vse eksperimentalne elektrarne, ki jih je investirala vlada. Vendar pa rezultati testa niso bili zadovoljivi. Ker so bile sončne celice v tistem času drage, je bilo težko, da bi ga podjetje sprejelo.

Trg, ki so ga razvite države v zadnjih letih razvijale v glavnem, je omrežje za proizvodnjo energije, povezano s strešnimi mrežami. Razlog je v tem, da je distribucija električnega omrežja v razvitih državah zelo gosta, proizvodnja električne energije, ki je povezana z omrežjem, ne uporablja baterij, stroški električne energije za maksimalno porabo energije v omrežju pa so visoki. Cene električne energije za fotovoltaično proizvodnjo električne energije na območjih z dobro sončno svetlobo so blizu cenami blaga (ocenjeno je, da se stroški zaračunajo od leta 2000 do leta 2005). Obračunsko obdobje), se predvideva, da bo sistem za generiranje električne energije, povezan s streho, široko uporabljen po 10 letih.

Solarni fotonapetostni sistem, ki je povezan z omrežjem, je sestavljen iz fotonapetostne celične matrike, krmilnika in omrežnega pretvornika. Pretvornik, priključen na omrežje, neposredno napaja električno energijo v javno omrežje, ne da bi skozi akumulator. Ker je električna energija neposredno vnesena v električno omrežje, se akumulator izprazni, postopek shranjevanja in spuščanja akumulatorja se shrani, izguba energije se zmanjša, prostor, ki ga zaseda sistem, in naložbe in vzdrževanje sistema se shranijo, in stroški so zmanjšani; na drugi strani pa je zmogljivost proizvodnje moč zelo dobra. Velika in lahko zagotavlja zanesljivost oskrbe z električno energijo. Ker pa je izhod pretvornika priključen vzporedno z omrežno napetostjo, je treba ohraniti skladnost električnih značilnosti dveh sklopov napajalne napetosti, faze, frekvence itd., Sicer lahko dve skupini napajalnikov se med seboj polnijo in izpraznjene, kar povzroča notranjo porabo in nestabilnost celotnega sistema oskrbe z električno energijo.

Glavni sestavni del solarnega sistema, priključenega na sončno omrežje, je pretvornik ali regulator moči (PCU). PCU pretvarja neposredni tok, ki ga ustvarja sistem sončne fotonapetostne energije v standardni izmenični tok, ki ustreza zahtevam energetskega sektorja. Ko napajalni oddelek ustavi oskrbo z električno energijo ali javnostjo Ko je omrežje moteno, bo PCU samodejno prekinil napajanje. Nastavljena je mrežna povezava med AC izhodom omrežja fotovoltaične električne energije, ki je priključena na omrežje, in javnim omrežjem. Ko fotovoltaični električni sistem, ki je priključen na omrežje, presega dejansko količino energije, ki jo zahteva sistemska obremenitev, se presežna moč prenese v javno omrežje. Ko je energija, ki jo proizvaja sončni fotonapetostni sistem , manjša od dejanske količine moči, ki jo zahteva sistemska obremenitev, se moč, ki jo zahteva sistemska obremenitev, dopolni z javnim omrežjem. Hkrati je treba zagotoviti tudi, da sončni fotovoltaični sistem ne bo krmil električno energijo z javnim električnim omrežjem med izpadom ali vzdrževanjem javnega omrežja, tako da bo sistem lahko deloval stabilno in zanesljivo. Proizvodnja električne energije, povezana s sončnim omrežjem, je razvojna smer sončne fotonapetostne energije, ki predstavlja potencialno tehnologijo za uporabo energije v 21. stoletju.

Konec osemdesetih let prejšnjega stoletja je japonski učenjak S.Nonaka in drugi pionir razvijali pretvornik, ki je povezan s tokovnim omrežjem sončne matrike. Ta omrežni pretvornik je dobro prilagojen značilnostim solarnih modulov. Boljša učinkovitost. Vendar pa je zaradi uporabe trenutnega glavnega tokokroga pretvornika glavno vezje in krmiljenje zapleteno, zato ni bilo dobro razvito. Od devetdesetih let prejšnjega stoletja je z razvojem močne elektronike in krmilne tehnologije postala zrela tehnologija napetostnega pretvornika PWM. Zaradi svojega superiornega dvosmernega pretvornika moči in trenutne regulacijske zmogljivosti se ta tehnologija neposredno uporablja za električno energijo sončnih nizov, povezanih z omrežjem, in dobimo sinusne tokovne karakteristike omrežne strani, ki uresničujejo "zeleno" pretvorbo moči. Enofazni napetostni tip krmilnega sistema, povezanega z vezjem sončne celice, je prikazan na sl.

Ko se mreža zažene, krmilni sistem kontrolira stransko napetost Vd sončne celice DC, krmilni sistem pa pod napetostjo sončne matrike. Kot je razvidno iz slike 1, je sistem za pretvorbo, priključen na omrežje, sestavljen iz mrežnega transformatorja T, AC induktorja L, energetske cevi (T1 do T4), DC-skladiščnega kondenzatorja C, mikroprocesorskega krmilnega sistema in sončne matrike PV. Proces sinusoidnega krmiljenja strani mreže med delovanjem omrežja je naslednji:


Prvič, DC referenčna napetost Vd * se primerja s povratno napetostjo Vd. Napetostni signal napetosti ΔVd, ΔVd regulira napetost in trenutni regulacijski signal je Im *. Faza se dobi s signalom sinusnega signala s sinhronizacijo, sinhroniziranim z omrežno napetostjo, in obe pomnoženi s signalom sinusoidnega toka iN *. Po tem, ko ga regulira trenutni regulator, generator generatorja PWM sproži kontrolni signal, ki sili izhodni tok, da bi sledil vhodnemu toku. Ko se iN obrne iz VN, se električna energija napaja iz sončne matrike v mrežo.