Ως κεντρικός ελεγκτής του φωτοβολταϊκού συστήματος, ο μετατροπέας διαδραματίζει βασικό ρόλο στη λειτουργία και την έξοδο ολόκληρου του συστήματος. Όταν το σύστημα έχει προβλήματα όπως αναμονή, διακοπή λειτουργίας, συναγερμός, σφάλμα, μη ανταπόκριση στην παραγωγή ρεύματος, διακοπή παρακολούθησης δεδομένων κ.λπ., το προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης ξεκινά πάντα υποσυνείδητα από τον μετατροπέα για να βρει την αιτία και τη λύση. Στην καθημερινή επικοινωνία, διαπιστώνεται ότι αν και τα κατανεμημένα φωτοβολταϊκά αναπτύσσονται ραγδαία εδώ και πολλά χρόνια, εξακολουθούν να υπάρχουν αρκετές τυπικές παρεξηγήσεις σχετικά με τους μετατροπείς. Ας το συζητήσουμε σήμερα.
01 Τάση εξόδου μετατροπέα;
Η παράμετρος "AC output voltage" βρίσκεται εύκολα στο φύλλο προδιαγραφών κάθε μάρκας μετατροπέα. Αποτελεί βασική παράμετρο για τον καθορισμό των χαρακτηριστικών βαθμού ενός μετατροπέα. Με απλά λόγια, η τάση εξόδου AC φαίνεται να αναφέρεται στην τιμή τάσης που εξάγεται από την πλευρά AC του μετατροπέα. Στην πραγματικότητα πρόκειται για παρεξήγηση.
Η "τάση εξόδου AC" δεν είναι η τάση εξόδου από τον ίδιο τον μετατροπέα. Ο μετατροπέας είναι μια ηλεκτρονική συσκευή ισχύος με ιδιότητες πηγής ρεύματος. Δεδομένου ότι χρειάζεται να συνδεθεί στο δίκτυο ρεύματος (Utility) για να μεταφέρει ή να αποθηκεύσει με ασφάλεια την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια, θα ανιχνεύει πάντα την τάση (V) και τη συχνότητα (F) του δικτύου στο οποίο είναι συνδεδεμένο κατά τη λειτουργία. Το εάν αυτές οι δύο παράμετροι είναι συγχρονισμένες/ίδιες με το δίκτυο καθορίζει εάν η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τον μετατροπέα μπορεί να γίνει αποδεκτή από το δίκτυο. Για να εξάγει την τιμή της ονομαστικής ισχύος του (P=UI), ο μετατροπέας υπολογίζει εάν μπορεί να συνεχίσει την έξοδο και πόση έξοδο με βάση την τάση δικτύου (σημείο σύνδεσης δικτύου) που ανιχνεύεται κάθε στιγμή. Αυτό που στην πραγματικότητα εξέρχεται στο δίκτυο εδώ είναι το ρεύμα (I) και το μέγεθος του ρεύματος προσαρμόζεται ανάλογα με την αλλαγή της τάσης.
Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την ανάγκη μετατροπής 10 KW, εάν η τάση του δικτύου είναι 400 V, η τρέχουσα τιμή που απαιτείται για την έξοδο από τον μετατροπέα αυτή τη στιγμή είναι: 10000÷400÷1,732≈14,5A; Όταν η τάση του δικτύου κυμαίνεται στα 430 V την επόμενη στιγμή, το απαιτούμενο ρεύμα εξόδου ρυθμίζεται στα 13,4A. Αντίθετα, όταν η τάση του δικτύου μειωθεί, ο μετατροπέας θα αυξήσει ανάλογα την τιμή του ρεύματος εξόδου. Υπάρχουν δύο σημεία που πρέπει να προσέξετε: ① Η τάση του δικτύου δεν μπορεί να παραμείνει σε σταθερή τιμή, είναι πάντα κυμαινόμενη. ② Επομένως, η τάση δικτύου που ανιχνεύεται από τον μετατροπέα πρέπει να έχει εύρος. Εάν η πραγματική τάση του δικτύου κυμαίνεται εκτός αυτού του εύρους, ο μετατροπέας πρέπει να την εντοπίσει σε πραγματικό χρόνο και να αναφέρει τη βλάβη και να σταματήσει την έξοδο έως ότου αποκατασταθεί η τάση δικτύου. Σκοπός αυτού είναι η προστασία της ασφάλειας των ηλεκτρικών συσκευών και του προσωπικού στην ίδια γραμμή στον υποσταθμό.
Σε αυτήν την περίπτωση, γιατί να μην αλλάξετε το όνομα αυτής της παραμέτρου; Ο κύριος λόγος είναι ότι η βιομηχανία ακολουθεί την ίδια πρακτική εδώ και πολλά χρόνια - όλοι την αποκαλούν έτσι. συγχρόνως, για να διατηρηθεί συνεπής με το ρεύμα εξόδου, ονομάστηκε έτσι.
02 Πρέπει ο μετατροπέας να είναι εξοπλισμένος με αντινησιωτική προστασία;
Η απάντηση είναι φυσικά ναι, χωρίς αμφιβολία. Μπορεί ακόμη να ειπωθεί ότι ο λόγος για τον οποίο ένας μετατροπέας μπορεί να ονομαστεί μετατροπέας είναι επειδή διαθέτει αντινησιωτική προστασία. Φανταστείτε: εάν ο μετατροπέας επιτρέπει στην πλευρά DC να εισέρχεται και η πλευρά AC δεν μπορεί να βγει, πού θα πάει το μεγάλο ποσό φόρτισης; Ο ίδιος ο μετατροπέας δεν είναι συσκευή αποθήκευσης και δεν μπορεί να συγκρατήσει μεγάλη ποσότητα φόρτισης, επομένως πρέπει να εξέρχεται. Όταν συμβαίνει η νησίδα, είναι όταν διακόπτεται για κάποιο λόγο η κανονική μεταφορά και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Μόλις ένα μεγάλο ποσό φόρτισης εισέλθει στη γραμμή του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας κατά μήκος της αρχικής διαδρομής, εάν υπάρχει προσωπικό συντήρησης ρεύματος που εργάζεται σε αυτό αυτήν τη στιγμή, οι συνέπειες θα είναι καταστροφικές. Επομένως, εάν το φωτοβολταϊκό σύστημα είναι πάντα σε συγχρονισμό με το ηλεκτρικό δίκτυο, πρέπει να είναι εξοπλισμένο με λειτουργία αντινησιωτικής προστασίας (Anti-Islanding).
Πώς να το πετύχετε; Το βασικό σημείο για την αποφυγή της νησιωτικής επίδρασης εξακολουθεί να είναι η ανίχνευση διακοπών ρεύματος στο ηλεκτρικό δίκτυο. Συνήθως, χρησιμοποιούνται δύο μέθοδοι ανίχνευσης «νησιωτικού αποτελέσματος», παθητική ή ενεργητική. Ανεξάρτητα από τη μέθοδο ανίχνευσης, μόλις επιβεβαιωθεί ότι το δίκτυο τροφοδοσίας είναι εκτός ρεύματος, ο συνδεδεμένος στο δίκτυο μετατροπέας θα αποσυνδεθεί από το δίκτυο και ο μετατροπέας θα σταματήσει εντός του προβλεπόμενου χρόνου απόκρισης. Η τιμή απόκρισης που ορίζεται επί του παρόντος από τους κανονισμούς είναι εντός 2 δευτερολέπτων.
03 Είναι όσο υψηλότερη είναι η τάση στοιχειοσειράς DC, τόσο καλύτερη είναι η παραγωγή ενέργειας;
Όχι πραγματικά. Εντός του εύρους τάσης λειτουργίας MPPT του μετατροπέα, υπάρχει μια ονομαστική τιμή τάσης λειτουργίας. Όταν η τιμή τάσης της στοιχειοσειράς DC είναι στην ή κοντά στην ονομαστική τιμή τάσης του μετατροπέα, δηλαδή στο εύρος τάσης MPPT πλήρους φορτίου, ο μετατροπέας μπορεί να εξάγει την τιμή της ονομαστικής ισχύος του. Εάν η τάση στοιχειοσειράς είναι πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή, η τάση στοιχειοσειράς απέχει πολύ από την ονομαστική τιμή/εύρος τάσης που έχει οριστεί από τον μετατροπέα και η απόδοση εξόδου του μειώνεται σημαντικά. Πρώτον, αποκλείεται η δυνατότητα παραγωγής ονομαστικής ισχύος - αυτό δεν είναι επιθυμητό. Δεύτερον, εάν η τάση στοιχειοσειράς είναι πολύ χαμηλή, το κύκλωμα Boost του μετατροπέα πρέπει να κινητοποιείται συχνά για να λειτουργεί συνεχώς και η συνεχής θέρμανση κάνει τον εσωτερικό ανεμιστήρα να λειτουργεί συνεχώς, γεγονός που οδηγεί τελικά σε απώλεια απόδοσης. εάν η τάση στοιχειοσειράς είναι πολύ υψηλή, δεν είναι μόνο μη ασφαλής, αλλά περιορίζει επίσης την καμπύλη εξόδου IV του εξαρτήματος, καθιστώντας το ρεύμα μικρότερο και τη διακύμανση ισχύος μεγαλύτερη. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον μετατροπέα 1100 V, το ονομαστικό σημείο τάσης λειτουργίας του είναι γενικά 600 V και το εύρος τάσης MPPT πλήρους φορτίου είναι μεταξύ 550 V και 850 V. Εάν η τάση εισόδου υπερβαίνει αυτό το εύρος, η απόδοση του μετατροπέα δεν είναι ιδανική.