Groene stroomconversie van fotovoltaïsch zonne-energieopwekkingssysteem

De toepassing van netgekoppelde fotovoltaïsche zonne- energieopwekking begon in het begin van de jaren tachtig. De Verenigde Staten, Japan, Duitsland en Italië hebben hiertoe allemaal hun best gedaan. Op dat moment werden grootschalige fotovoltaïsche netgekoppelde energiecentrales gebouwd, variërend in grootte van 100 kW tot 1 MW. En het zijn allemaal experimentele energiecentrales die door de overheid zijn geïnvesteerd. De testresultaten waren echter niet erg bevredigend. Omdat de zonnecellen op dat moment duur waren, was het voor het energiebedrijf moeilijk om te accepteren.

De markt die de ontwikkelde landen zich de afgelopen jaren voornamelijk hebben ontwikkeld, is het elektriciteitsopwekkingssysteem op het dak dat op het elektriciteitsnet is aangesloten. De reden hiervoor is dat de distributie van elektriciteitsnetwerken in ontwikkelde landen erg dicht is, dat elektriciteitsopwekking via netspanning geen batterijen gebruikt en dat de elektriciteitskosten van piekverbruik in het netwerk hoog zijn. De elektriciteitsprijs van fotovoltaïsche energieopwekking in gebieden met goed zonlicht ligt dicht bij de grondstofprijs (die naar schatting tussen 2000 en 2005 in de kosten zal worden opgenomen). De berekeningsperiode), wordt voorspeld dat het op het daknetwerk aangesloten energieopwekkingssysteem na 10 jaar op grote schaal zal worden toegepast.

Het op het elektriciteitsnet aangesloten fotovoltaïsche systeem voor zonne-energie bestaat uit een array van fotovoltaïsche cellen, een controller en een netgekoppelde omvormer. De netgekoppelde omvormer voedt direct de elektrische energie in het openbare stroomnet zonder door de opslag van de batterij te gaan. Aangezien de elektrische energie rechtstreeks wordt ingevoerd in het elektriciteitsnet, wordt de batterij buiten gebruik gesteld, wordt het proces van opslaan en loslaten van de batterij opgeslagen, wordt het energieverlies verminderd, de ruimte die het systeem inneemt en de investering en het onderhoud van het systeem worden opgeslagen, en de kosten worden verlaagd; aan de andere kant kan de stroomopwekkingscapaciteit heel goed worden gemaakt. Groot en kan de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening van de elektrische apparatuur garanderen. Aangezien de uitgang van de omvormer parallel is verbonden met het elektriciteitsnet, is het echter noodzakelijk om de consistentie van de elektrische kenmerken van de twee sets voedingsspanning, fase, frequentie, enz. Te handhaven, anders kunnen de twee sets voedingen worden gebruikt. worden geladen en ontladen met elkaar, waardoor het interne verbruik en de instabiliteit van het gehele voedingssysteem worden veroorzaakt.

Het hoofdbestanddeel van het fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem dat op het zonnesysteem is aangesloten, is de omvormer of de stroomregelaar (PCU). De PCU zet de gelijkstroom opgewekt door het fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem op zonne-energie om in een standaard wisselstroom die voldoet aan de eisen van de energiesector. Wanneer de energieafdeling stopt met stroomtoevoer of openbaar Wanneer het elektriciteitsnet defect is, schakelt de PCU automatisch de stroom uit. De netverbinding tussen de AC-uitgang van het netgekoppelde fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem en het openbare net is ingesteld. Wanneer het op het elektriciteitsnet aangesloten fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem de daadwerkelijke hoeveelheid energie overschrijdt die door de systeembelasting wordt vereist, wordt het overtollige vermogen naar het openbare stroomnet gezonden. Wanneer de energieoutput van het fotovoltaïsche systeem op zonne-energie minder is dan de werkelijke hoeveelheid energie die door de systeembelasting wordt vereist, kan het vermogen dat door de systeembelasting wordt vereist, worden aangevuld door het openbare elektriciteitsnet. Tegelijkertijd is het ook noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het fotovoltaïsche systeem van de zon de elektrische energie niet aan het openbare elektriciteitsnet levert tijdens het uitvallen of onderhoud van het openbare elektriciteitsnet, zodat het systeem stabiel en betrouwbaar kan werken. Zonne-energiegebonden stroomopwekking is de ontwikkelingsrichting van fotovoltaïsche elektriciteitsproductie door zonne-energie, die de potentiële energiegebruikstechnologie van de 21e eeuw vertegenwoordigt.

Aan het eind van de jaren tachtig waren de Japanse wetenschapper S.Nonaka en anderen pionier in de ontwikkeling van een op een stroombron gebaseerde array-array-netgekoppelde omvormer. Deze netgekoppelde omvormer is goed aangepast aan de eigenschappen van zonnemodules. Betere prestatie. Vanwege het gebruik van het hoofdcircuit van de stroombronomvormer zijn het hoofdcircuit en de besturing gecompliceerd, dus het is niet goed ontwikkeld. Sinds de jaren 1990, met de ontwikkeling van vermogenselektronica en besturingstechnologie, is de PWM-inverter flow-technologie van het spanningstype volwassener geworden. Vanwege zijn superieure bidirectionele vermogensomzetter en de huidige besturingsprestaties, wordt deze technologie rechtstreeks toegepast op de netgekoppelde stroomopwekking van zonnepanelen en worden de sinusvormige stroomkenmerken van de netzijde verkregen, waardoor de 'groene' stroomconversie wordt gerealiseerd. Het eenfasige spannings-type zonnecelarray met roosterverbonden besturingssysteem wordt getoond in FIG.

Wanneer het raster in bedrijf is, regelt het regelsysteem de gelijkstroomzijdespanning Vd van de zonnepaneel en het regelsysteem voedt het net onder de excitatie van de zonnepaneel. Zoals te zien is in figuur 1, bestaat het netgekoppelde omvormersysteem uit een netgekoppelde transformator T, een AC-inductor L, een vermogensbuis (T1 tot T4), een DC-opslagcondensator C, een microprocessorbesturingssysteem en een zonnepaneel PV. Het sinusvormige besturingsproces van de netzijde tijdens netgekoppelde werking is als volgt:


Eerst wordt de gelijkstroomreferentiespanning Vd * vergeleken met de terugkoppelspanning Vd. Het foutspanningssignaal AVd, AVd wordt geregeld door de spanning en het stroomregelsignaal is Im *. De fase wordt verkregen door het sinusgolfsignaal sinωt gesynchroniseerd met de roosterspanning, en de twee worden vermenigvuldigd met het sinusvormige stroomsignaal iN *. Nadat de PWM-modiegenerator wordt bestuurd door de stroomregelaar, geeft deze een besturingssignaal af om de uitvoerstroom te dwingen de ingangsstroom te volgen. Wanneer iN wordt omgekeerd van VN, wordt elektrische energie van het zonnepaneel naar het net gevoed.