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直流與交流變換器的工作原理—定義與比較

文章來源:本站 人氣:577 次 發(fā)表時間:2023-08-10

 

近年來,隨著光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,光伏發(fā)電系統(tǒng)越來越受到重視。眾所周知,光伏發(fā)電系統(tǒng)由光伏組件、直流-交流轉換器(逆變器)、支架、電纜等部件組成。他們在系統(tǒng)中有明確的分工,各自承擔不同的任務。光伏組件是將陽光能量轉換為直流電的最直觀的組件。支架起到放置、安裝和固定部件的作用。電纜在電力傳輸系統(tǒng)中是必不可少的。

其中,直流-交流轉換器也稱為逆變器,它可以將光伏組件產(chǎn)生的直流電轉換為交流電,是光伏系統(tǒng)的核心,控制著光伏發(fā)電廠的生產(chǎn)效率。那么直流-交流轉換器是怎么做的呢?不同的直流-交流轉換器的轉換效果如何?本文有助于理解直流電轉換為交流電的神奇過程,并分析影響直流-交流轉換器轉換效率的主要原因是什么?

 

什么是直流電和交流電?

直流-交流轉換器的工作是將光伏陣列產(chǎn)生的直流電轉換為交流電。首先,我們需要了解直流和交流是什么?

直流電(DC):直流電的電流和電壓的方向是相同的,并且電流的方向總是相同的。我們?nèi)粘I钪谐S玫母呻姵睾豌U酸電池都使用直流電。

交流電:交流電的方向和大小會隨著時間的推移而周期性地變化。生活中使用的家用220V電源是交流電。

 

直流電和交流電是什么

 

從直流電和交流電的區(qū)別可以發(fā)現(xiàn),直流電在日常應用中有很大的局限性,例如家用電器的交流負載不能用直流電供電,長途運輸會損失大部分電力等。因此,為了使光伏發(fā)電在我們的日常生活中得到廣泛的應用,一種能夠將其產(chǎn)生的直流電轉換為交流電的dc-ac轉換器是必不可少的。

 

直流電是如何轉換成交流電的?

當光伏陣列將直流電傳輸?shù)街绷?交流轉換器時,直流電通過直流-交流變換器的內(nèi)部設備快速來回傳輸能量。在此過程中,直流-交流轉換器迫使直流電流不斷改變方向,產(chǎn)生方波交流電。但是,方波交流電波形不平滑,電壓不斷變化,會嚴重影響電器的使用壽命。

因此,直流-交流轉換器通過提高傳輸速度并通過正弦脈寬調(diào)制(SPWM)對每個正弦周期中的多個脈沖進行自然或規(guī)則的寬度調(diào)制。這些脈沖被順序地調(diào)制成等效于正弦波的脈沖串,以形成正弦電流輸出。通過這種方式,方波交流電可以成功地轉換為正弦交流電,從而達到將直流電轉換為交流電的目的。

 

直流電如何轉換為交流電

 

不同直流-交流轉換器的轉換效率不同

值得一提的是,盡管直流-交流轉換器可以將直流電轉換為交流電,但轉換效率各不相同。在大多數(shù)情況下,直流-交流變換器內(nèi)部組件的功率損耗等因素會影響直流-交流轉換器的轉換效率,從而導致光伏發(fā)電廠的發(fā)電收入發(fā)生變化。以500kW直流-交流轉換器為例,在相同功率下,如果一個高質量的直流-交流變換器的轉換效率比普通直流-交流變流器高1%,則按每天工作4小時計算。

一個高質量的直流-交流轉換器每天可以多發(fā)電近20千瓦時。那么,一年可以發(fā)電近7300千瓦時,十年可以發(fā)電73000千瓦時。這大大提高了用戶的發(fā)電收入。如何在眾多直流-交流轉換器中選擇高轉換率的產(chǎn)品,以最大限度地提高光伏發(fā)電廠的生產(chǎn)能力?近年來,微逆變器由于其高效率而備受關注。

以HOYMILES的直流-交流變換器(微型逆變器)為例。在轉換效率方面,HOYMILES微型逆變器系統(tǒng)采用全并聯(lián)電路設計,可以將每個組件的直流電轉換為交流電,然后將其并入電網(wǎng),最大限度地減少逆變過程中的能量損失。另一方面,HOYMILES微型逆變器模塊級MPPT技術將分別跟蹤每個光伏模塊的最大功率點。

這意味著,如果一個光伏組件沒有有效運行,它將不會影響其他光伏組件。例如,在整個光伏系統(tǒng)中,一個模塊被50%的陽光遮擋。此時,其他模塊的MPPT控制器將繼續(xù)保持各自的最大生產(chǎn)效率。為了測試HOYMILES一至四系列微型逆變器MPPT控制器在實際條件下的性能,工作人員進行了現(xiàn)場實驗,以了解其在多云天氣和光強變化較大時的運行情況。

 

不同直流-交流轉換器的轉換效率不同

 

紅線反映光伏組件全天的實際最大功率,藍線反映MPPT控制器預測的最大功率點。由于HOYMILES一到四系列微型逆變器準確預測了最大功率點,藍線和紅線完全重疊。此外,我們的網(wǎng)站還整理了中國不同的光伏逆變器公司,可以比較它們在直流-交流轉換器技術和發(fā)展方面的異同。

 

結論

直流-交流轉換器的工作原理和轉換效率?在選擇逆變器之前,我們需要提前了解其性能和解決方案,以便更好地選擇高效、安全、智能的直流-交流轉換器,使光伏電站的效率更高。

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