Fotogalvaanilise võrguga ühendatud inverterid on fotogalvaaniliste energiatootmissüsteemide olulised võtmekomponendid, mida kasutatakse peamiselt spetsiaalsete invertertoiteallikatena päikeseenergia tootmisel. Võrku ühendatud inverterid muudavad päikesepaneelide poolt toodetud vahelduvvoolu vahelduvvooluks, mida saab elektrielektroonilise muundamise tehnoloogia abil otse elektrivõrku ühendada. Tutvume fotogalvaanilise võrguga ühendatud inverterite tööpõhimõtte ja nende rolliga fotogalvaanilistes elektritootmissüsteemides.
1 Fotogalvaanilise võrguga ühendatud inverteri tööpõhimõte
Kui avalik elektrivõrk on välja lülitatud, võrdub võrgu pool lühise olekuga ja võrku ühendatud inverter kaitseb end automaatselt ülekoormuse eest. Kui mikroprotsessor tuvastab ülekoormuse, lahutab see lisaks SPWM-signaali blokeerimisele ka võrguga ühendatud kaitselüliti. Sel ajal, kui päikesepatareide massiivi energiaväljund on, töötab inverter eraldi töörežiimis. Üksinda joostes on juhtimine suhteliselt lihtne, mis on vahelduvpinge negatiivne tagasiside olek. Mikroprotsessor tuvastab inverteri väljundpinge ja võrdleb seda võrdluspingega (tavaliselt 220 V) ning seejärel juhib PWM-i väljundi töötsüklit, et saavutada inverteri ja pinge reguleerimise töö.
Loomulikult on iseseisva töö eelduseks see, et päikesepatareide massiiv suudab sel ajal piisavalt võimsust pakkuda. Kui koormus on liiga suur või päikesevalguse tingimused on halvad, ei saa inverter väljastada piisavalt võimsust ja päikesepatareide massiivi klemmipinge langeb, mille tulemuseks on väljundi vahelduvpinge vähenemine ja madalpinge kaitse olekusse sisenemine. Kui toitevõrk taastub, lülitub see automaatselt tagasiside olekusse.
2 Fotogalvaanilise võrguga ühendatud inverterite roll
Inverteritel ei ole mitte ainult otse- vahelduvvoolu muundamisfunktsioon, vaid ka päikesepatareide jõudluse ja süsteemi rikkekaitse maksimeerimise funktsioon. Kokkuvõttes on olemas automaatse töö ja väljalülitamise funktsioonid, maksimaalse võimsuse jälgimise juhtfunktsioon, isoleeritud tööfunktsioon (võrguga ühendatud süsteemide jaoks), automaatne pinge reguleerimise funktsioon (võrguga ühendatud süsteemide jaoks), alalisvoolu tuvastamise funktsioon (võrguga ühendatud süsteemide jaoks) ja Alalisvoolu maanduse tuvastamise funktsioon (võrku ühendatud süsteemide jaoks).
1. Automaatne töö ja väljalülitusfunktsioon
Pärast hommikust päikesetõusu päikesekiirguse intensiivsus järk-järgult suureneb ja vastavalt suureneb ka päikesepatarei väljund. Kui muunduri tööks vajalik väljundvõimsus on saavutatud, hakkab muundur automaatselt tööle. Pärast tööle asumist jälgib inverter pidevalt päikesepatarei moodulite väljundit. Kuni päikesepatarei moodulite väljundvõimsus on suurem kui inverteri tööks vajalik väljundvõimsus, jätkab inverter tööd; Kuni päikeseloojanguni saab inverter töötada ka vihmastel päevadel. Kui päikesepatarei mooduli väljund väheneb ja inverteri väljund läheneb nullile, läheb inverter ooterežiimi.
2. Maksimaalse võimsuse jälgimise juhtimisfunktsioon
Päikesepatarei moodulite väljund varieerub sõltuvalt päikesekiirguse intensiivsusest ja päikesepatarei mooduli enda temperatuurist (kiibi temperatuur). Lisaks on päikesepatareimoodulite voolutugevuse suurenemisel pinge languse omaduse tõttu olemas optimaalne tööpunkt, mis võimaldab saavutada maksimaalse võimsuse. Päikesekiirguse intensiivsus muutub pidevalt ja ilmselgelt muutub ka optimaalne tööpunkt. Nende muudatustega võrreldes saab süsteem päikesepatarei mooduli tööpunkti maksimaalsel võimsuspunktil hoides alati päikesepatarei moodulilt maksimaalse väljundvõimsuse ja seda juhtimist nimetatakse maksimaalse võimsuse jälgimise juhtimiseks. Päikeseenergia tootmissüsteemides kasutatavate inverterite suurim omadus on maksimaalse võimsuspunkti jälgimise (MPPT) funktsiooni kaasamine.
3. Võrgu tuvastamine ja võrguühenduse funktsioon
Enne võrguga ühendatud elektritootmist peab võrguga ühendatud inverter võtma võrgust toite, tuvastama võrgu jõuülekande pinge, sageduse, faasijärjestuse ja muud parameetrid ning seejärel kohandama oma elektritootmise parameetreid, et need oleksid kooskõlas võrgu elektrilised parameetrid. Pärast seda saab lõpetada võrguga ühendatud elektritootmise.
4. Null (madal) pinge sõit läbi funktsiooni
Kui elektrisüsteemi õnnetused või häired põhjustavad fotogalvaanilise elektrijaama võrguga liitumispunktis ajutise pingelanguse, suudab fotogalvaaniline elektrijaam tagada katkematu töö katkemiseta teatud pingelanguse vahemikus ja ajavahemikus.
5. Saarte mõju tuvastamine ja juhtimine
Tavalise elektritootmise ajal on fotogalvaanilise võrguga ühendatud elektritootmissüsteem ühendatud elektrivõrguga ja edastab võrku aktiivvõimsust. Kui aga võrk kaotab võimsuse, võib fotogalvaanilise võrguga ühendatud elektritootmissüsteem jätkata tööd ja töötada kohalikest koormustest sõltumatult. Seda nähtust nimetatakse saarte efektiks. Kui inverterites toimub saarestumine, kujutab see endast suurt ohtu isiklikule ohutusele, võrgu toimimisele ja inverterile endale. Seetõttu näeb inverterite võrguühenduse standard ette, et fotogalvaanilise võrguga ühendatud inverteritel peavad olema saarte tuvastamise ja juhtimise funktsioonid.