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太陽能發(fā)電控制逆變器設計
隨著近年來無電地區(qū)居民對光伏發(fā)電系統(tǒng)的需求也不斷提高,逆變器已經成為光伏發(fā)電系統(tǒng)的-部件。這些地區(qū)居住分散、交通不便,一旦出了故障,極難維修。因此對控制一逆變器的要求是功能簡單,堅固-。相對于高頻逆變器而言,工頻逆變器能夠耐受比較復雜的負載條件,故障率較低。本文介紹的就是一種用單片機控制的控制一工頻逆變器。
1 整機結構及主要部件
戶用型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要用于無電地區(qū)居民家庭的電力供應。它一般由太陽能電池組件、蓄電池、控制一逆變器這三個主要部分組成。
控制一逆變器又可分為控制器和逆變器兩部分。控制器的功能是對蓄電池的充放電進行管理,并對直流負載供電。逆變器的功能是將直流電轉變?yōu)榻涣麟姡┙o交流負載使用。
變器的主要性能參數(shù)
11.輸出電壓的不對稱度
在正常工作條件下,各相負載對稱,輸出電壓的不對稱度應≤5%。
12.起動特性
在正常工作條件下,逆變器在滿載負載和空載運行條件下,應能連續(xù)5次正常起動。
13.保護功能
逆變器應設置:短路保護、過電流保護、過電壓保護、欠電壓保護及缺相保護。
15.干擾與抗干擾
逆變器應在規(guī)定的正常工作條件下,廢-觸媒回收,能承受一般環(huán)境下的電磁干擾。逆變器的抗干擾性能和電磁兼容性應符合有關標準的規(guī)定。
16.噪聲
不經常操作、監(jiān)視和維護的逆變器,應≤95db;
經常操作、監(jiān)視和維護的逆變器,應≤80db。
17.顯示
逆變器應設有交流輸出電壓、輸出電流和輸出頻率等參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示,并有輸入帶電、通電和故障狀態(tài)的信號顯示。
溝道和平面igbt
為了要同時把諧波和功率損耗降到低,逆變器的高側igbt利用了脈寬調制(pwm),同時低側功率器件就用60hz進行變化。通過把pwm頻率定在20khz或以上操作,高側igbt有50/60hz調制,輸出電感器l1和l2便可以保持實際可行的較少尺寸,提供有效的諧波濾波。再者,逆變器的可聽聲也可以降到低,因為開關頻率已經高于人類的聽覺范圍。
我們研究過采用不同igbt組合的各種開關技術后,認定能夠實現(xiàn)低功率耗損和高逆變器性能的組合,是高側晶體管利用速溝道igbt,而低側部分就采用標準速度的平面器件。與快速和標準速度平面器件比較,開關頻率在20khz的速溝道igbt提供低的總通態(tài)和開關功率損耗組合。高側晶體管的開關頻率為20khz的另外一個優(yōu)點,是輸出電感器有合理的小尺寸,同時也容易進行濾波。在低側方面,我們把標準速度平面igbt的開關頻率定在60hz,使功率損耗可以保持在低的水平。
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