Przegląd falowników fotowoltaicznych Falownik, znany również jako regulator mocy, może być stosowany w systemach fotowoltaicznych jako niezależne źródła zasilania lub podłączony do sieci. Ze względu na modulację kształtu fali, falowniki mogą być prostokątne, schodkowe, sinusoidalne lub zintegrowane trójfazowe. W systemach podłączonych do sieci falowniki mogą być transformatorowe lub beztransformatorowe. Struktura falownika fotowoltaicznego Elementy półprzewodnikowe tworzą obwód podwyższający napięcie i mostek falownika, który reguluje bezpośrednią moc konwersji prądu przemiennego. Poniżej przedstawiono podstawowe elementy półprzewodnikowe:
(1) Czujnik prądu: wymaga dużej dokładności, szybkiej reakcji, odporności na niskie temperatury, odporności na wysokie temperatury itd., różne czujniki prądu pobierają różną moc, zwykle czujnik prądu Halla do pobierania próbek prądu;
(2) Transformator prądowy: szeroki zakres prądu, często seria BRS;
(3) Reaktor. Zasada działania falowników fotowoltaicznych. Falowniki fotowoltaiczne posiadają układ podwyższający napięcie (boost) i mostek inwertera. Układ podwyższający napięcie (boost) podwyższa napięcie stałe do napięcia wyjściowego, a układ mostkowy przekształca je w napięcie przemienne o stałej częstotliwości. W ten sposób układy podwyższające napięcie i mostek inwertera przekształcają napięcie stałe na napięcie przemienne. Falowniki fotowoltaiczne charakteryzują się 10 typowymi problemami i technikami przetwarzania.
1. Problemy z siecią Zbyt niskie, zbyt wysokie napięcie i częstotliwość są anomaliami w zasilaniu sieciowym (kody błędów F00–F03).① Sprawdź, czy normy bezpieczeństwa urządzenia spełniają kryteria lokalnej sieci energetycznej.② Sprawdź połączenia zacisków wyjściowych prądu przemiennego i zmierz napięcie za pomocą multimetru.③ Odłącz wejście fotowoltaiczne, uruchom ponownie urządzenie i sprawdź, czy działa prawidłowo.④ Jeśli problem będzie się powtarzał, skontaktuj się z dystrybutorem.
2. Niska impedancja izolacji – błąd F07. ① Odłącz wejście PV, uruchom ponownie maszynę i sprawdź, czy działa prawidłowo. ② Sprawdź, czy rezystancja uziemienia PV+ i PV- przekracza 500 kΩ. W przypadku problemów poniżej 500 kΩ skontaktuj się z lokalnym dystrybutorem falownika lub dostawcą płyty akumulatorowej w celu uzyskania pomocy.
3. Nadmierny prąd upływu Błąd F20 Odłącz wejście fotowoltaiczne, uruchom ponownie maszynę i sprawdź, czy działa prawidłowo. ② W przypadku niepowodzenia skontaktuj się z dystrybutorem.
4. Temperatura grzejnika i otoczenia jest zbyt wysoka (błędy F12 i F13). ① Odłącz wejście PV, uruchom ponownie maszynę i po kilku minutach chłodzenia sprawdź, czy działa prawidłowo. ② Sprawdź, czy temperatura otoczenia przekracza typowy zakres dla maszyny. Jeśli problem będzie się powtarzał, skontaktuj się z dystrybutorem.
5. Monitorowanie bez śledzenia danych przez Wi-Fi: Podłącz Wi-Fi falownika, sprawdź stronę monitorowania, aby uzyskać informacje o falowniku, ponownie podłącz wbudowany moduł Wi-Fi lub sprawdź zewnętrzne połączenie Wi-Fi RS485, jeśli nie ma informacji o falowniku. Jeśli nie możesz wyszukać Wi-Fi falownika, sprawdź wbudowany moduł Wi-Fi pod kątem słabego kontaktu lub zewnętrznego zasilania Wi-Fi. Aby monitorować GPRS, sprawdź siłę sygnału internetowego tego samego dostawcy w miejscu instalacji falownika. Sprawdź, czy zewnętrzne moduły GPRS nie są słabego kontaktu lub nie są zasilane.
6. Niska impedancja izolacji. Użyj wykluczenia. Odłącz wszystkie kable zasilające po stronie wejściowej falownika, a następnie podłącz je kolejno. Użyj funkcji wykrywania impedancji izolacji po włączeniu zasilania falownika, aby znaleźć problematyczne ciągi. Sprawdź złącze DC pod kątem zalanego wodą lub przepalonego złącza zwarciowego, a także sprawdź element pod kątem czarnej, spalonej plamy na krawędzi, która powoduje wyciek.
7. Usterka prądu upływu. Niska jakość sprzętu, niewłaściwa instalacja i niewłaściwe umiejscowienie pogłębiają ten problem. Istnieje wiele punktów awarii: niskiej jakości złącza DC, podzespoły, nieodpowiednia wysokość montażu podzespołów, sprzęt podłączony do sieci o niskiej jakości lub wyciek wody – podobne problemy można wykryć w punkcie zraszacza** i rozwiązać za pomocą dobrej izolacji. Jeśli problem leży w materiale, należy go wymienić.
8. Falownik nie reaguje. Przewody wejściowe prądu stałego nie powinny być zamienione. Standardowe podłączenie prądu stałego ma właściwości antypoślizgowe, ale zaciski zaciskowe nie. Prosimy o zapoznanie się z instrukcją obsługi falownika, aby upewnić się, że zaciski dodatnie i ujemne oraz zaciski zaciskowe są krytyczne. Zabezpieczenie przed zwarciem zwrotnym falownika umożliwia jego normalne uruchomienie po prawidłowym podłączeniu.
9. Awaria sieci. Przepięcie sieciowe: Duże obciążenie (pobór mocy w długich godzinach pracy) i małe obciążenie (pobór mocy w krótszych godzinach odpoczynku) znajdują tu odzwierciedlenie. Należy wcześniej zbadać napięcie sieci, a producenci falowników powinni komunikować się z siecią, aby połączyć technologie i zapewnić, że projekt mieści się w rozsądnym zakresie, nie jest „za pewnik”. Szczególnie w wiejskich sieciach energetycznych, połączenie falownika z siecią jest bardzo ważne. Sieci wiejskie i falowniki mają ścisłe ograniczenia napięcia, kształtu fali i odległości. Większość problemów z przepięciami jest spowodowana przez napięcia sieciowe o niskim obciążeniu przekraczające lub zbliżające się do wartości bezpieczeństwa. Jeśli linia sieciowa jest zbyt długa lub słabo zaciśnięta, elektrownia nie może pracować normalnie i stabilnie. Rozwiązaniem jest określenie dostawcy energii elektrycznej, który będzie koordynował napięcie lub odłączał sieć i monitorował jakość budowy elektrowni. „Spadek napięcia sieci”: Ten problem jest podobny do przepięcia sieci, ale może również prowadzić do błędnych wyników napięcia, jeśli napięcia faz niezależnych są zbyt niskie, rozkład obciążenia w sieci jest niepełny, a fazy sieci są odłączane lub odłączane. Częstotliwość sieciowa: Zbyt wysoka/zbyt niska: Obecność tej trudności w normalnej sieci wskazuje na jej zły stan. Brak napięcia w sieci? Sprawdź przewody przyłączeniowe sieci. Sprawdź, czy nie ma zwarcia fazowego lub braku napięcia w sieci.
10. Zabezpieczenie przed przepięciami prądu stałego. Wraz z dążeniem do udoskonalania procesów o wysokiej wydajności, poziom mocy jest stale aktualizowany i rośnie, podobnie jak napięcie jałowe i napięcie robocze. Współczynniki temperaturowe należy uwzględnić na etapie projektowania, aby uniknąć przepięć i poważnych uszkodzeń urządzeń w niskich temperaturach.
SZEŚĆ TRENDÓW TECHNOLOGICZNYCH W ROZWOJU INWERTERÓW PV
Trend 1: Sprzęt inwerterowy dynamicznie ewoluuje, w tym SiC, CAN, DSP i nowe topologie, co przekłada się na poprawę wydajności. Wydajność w Chinach osiągnęła poziom A+, a docelowo ma osiągnąć poziom A+++.
Trend 2: scentralizowane zasilanie falowników, wzrost wydajności i napięcia. Falowniki o mocy 2,5 MW i innych wyższych poziomach mocy będą szeroko stosowane, ponieważ kosztują około 0,1 juana/W mniej niż kwadratowy układ 1 MW, co zmniejsza początkowe wydatki o 10 milionów dolarów w przypadku elektrowni o mocy 100 MW. Dopasowanie kabli gwarantuje spójność strat częściowych prądu stałego. System 1500 V będzie dominował w budowie elektrowni na dużą skalę. Pomijając koszty komponentów, pozwala on zaoszczędzić 0,2 juana/W, czyli 20 milionów dolarów w przypadku elektrowni o mocy 100 MW.
Trend 3: Falowniki szeregowe charakteryzują się coraz większą gęstością mocy i mocą jednostkową. Moc falowników szeregowych stale rośnie, sięgając nawet 80 kW, a gęstość mocy i masa maleją, co ułatwia ich instalację i konserwację w wymagających zastosowaniach. Falowniki szeregowe Sunny Power o mocy 40 kW są najlżejsze w branży i ważą zaledwie 39 kg. Sunny Power zawsze stosował inteligentne chłodzenie wentylatorowe, aby zapobiegać wzrostowi temperatury podzespołów wewnętrznych i zwiększać odporność falownika na przeciążenia w wysokich temperaturach.
Trend 4: Więcej produktów modułowych. Moduły takie jak mikroinwertery Enphase i optymalizatory mocy SolarEdge stają się coraz bardziej powszechne. Firma badawcza GTM, specjalizująca się w badaniach branżowych, przewiduje, że dostawy elektroniki mocy na poziomie modułów (MLPE) wzrosną z 1,1 GW w 2013 roku do ponad 5 GW w 2017 roku.
Trend 5: Możliwość dostosowania do sieci oraz większe bezpieczeństwo i niezawodność Ochrona przed upływami prądu, funkcjonalność SVG, LVRT, ochrona modułów DC, ochrona przed detekcją impedancji izolacji, ochrona PID, ochrona przed piorunami, ochrona przed odwrotną polaryzacją dodatnią i ujemną modułów fotowoltaicznych oraz inne stale udoskonalane funkcje zwiększają możliwość dostosowania do sieci oraz bezpieczeństwo systemu falowników.
Trend 6: Lepsza adaptacja falownika do warunków środowiskowych Dzięki zwiększonemu wykorzystaniu elektrowni fotowoltaicznych w trudnych warunkach, takich jak wybrzeże, pustynia, płaskowyż itp., poprawia się odporność falownika na korozję, odporność na piasek i inne właściwości adaptacyjne, co gwarantuje wysoką niezawodność.
Zhao Wei powiedział, że dzięki różnorodnym nowym technologiom i zastosowaniu nowych produktów, technologia fotowoltaiczna jest nadal promowana, zwiększana jest efektywność systemu (PR), obniżany jest koszt cyklu życia energii elektrycznej (LCOE), a ostatecznie osiągany jest parytet internetowy, co jest wspólnym celem każdego z nas. Projekt elektrowni zostanie zmodyfikowany, integracja systemu zostanie ulepszona, a zintegrowane rozwiązanie falownika i transformatora średniego napięcia może maksymalnie uprościć system, obniżając koszty, upraszczając obsługę, zwiększając wydajność i niezawodność. Branża falowników fotowoltaicznych rozwija się dynamicznie, pojawiają się nowe technologie i produkty, które stale się zmieniają i dostosowują do lokalnych warunków. W dużych elektrowniach naziemnych scentralizowane rozwiązania obniżają początkową inwestycję, a późniejsze koszty eksploatacji i konserwacji stanowią jedynie 1/3 kosztów łańcucha. Wiele wyników badań eksploatacyjnych elektrowni pokazuje, że centralizacja wytwarzania energii w łańcuchach jest preferowanym wyborem użytkowników. Falowniki 2/2,5M w rozproszonych zastosowaniach również zyskują na popularności, a wysoka moc, wydajność i gęstość mocy to kierunki przyszłości. Połączenie fotowoltaiki i Internetu stanie się powszechne, a zastosowania fotowoltaiki i magazynowania energii będą miały świetlaną przyszłość.
