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直流与交流变换器的工作原理—定义与比较

文章来源:本站 人气:255 次 发表时间:2023-08-10

 

近年来,随着光伏产业的蓬勃发展,光伏发电系统越来越受到重视。众所周知,光伏发电系统由光伏组件、直流-交流转换器(逆变器)、支架、电缆等部件组成。他们在系统中有明确的分工,各自承担不同的任务。光伏组件是将阳光能量转换为直流电的最直观的组件。支架起到放置、安装和固定部件的作用。电缆在电力传输系统中是必不可少的。

其中,直流-交流转换器也称为逆变器,它可以将光伏组件产生的直流电转换为交流电,是光伏系统的核心,控制着光伏发电厂的生产效率。那么直流-交流转换器是怎么做的呢?不同的直流-交流转换器的转换效果如何?本文有助于理解直流电转换为交流电的神奇过程,并分析影响直流-交流转换器转换效率的主要原因是什么?

 

什么是直流电和交流电?

直流-交流转换器的工作是将光伏阵列产生的直流电转换为交流电。首先,我们需要了解直流和交流是什么?

直流电(DC):直流电的电流和电压的方向是相同的,并且电流的方向总是相同的。我们日常生活中常用的干电池和铅酸电池都使用直流电。

交流电:交流电的方向和大小会随着时间的推移而周期性地变化。生活中使用的家用220V电源是交流电。

 

直流电和交流电是什么

 

从直流电和交流电的区别可以发现,直流电在日常应用中有很大的局限性,例如家用电器的交流负载不能用直流电供电,长途运输会损失大部分电力等。因此,为了使光伏发电在我们的日常生活中得到广泛的应用,一种能够将其产生的直流电转换为交流电的dc-ac转换器是必不可少的。

 

直流电是如何转换成交流电的?

当光伏阵列将直流电传输到直流-交流转换器时,直流电通过直流-交流变换器的内部设备快速来回传输能量。在此过程中,直流-交流转换器迫使直流电流不断改变方向,产生方波交流电。但是,方波交流电波形不平滑,电压不断变化,会严重影响电器的使用寿命。

因此,直流-交流转换器通过提高传输速度并通过正弦脉宽调制(SPWM)对每个正弦周期中的多个脉冲进行自然或规则的宽度调制。这些脉冲被顺序地调制成等效于正弦波的脉冲串,以形成正弦电流输出。通过这种方式,方波交流电可以成功地转换为正弦交流电,从而达到将直流电转换为交流电的目的。

 

直流电如何转换为交流电

 

不同直流-交流转换器的转换效率不同

值得一提的是,尽管直流-交流转换器可以将直流电转换为交流电,但转换效率各不相同。在大多数情况下,直流-交流变换器内部组件的功率损耗等因素会影响直流-交流转换器的转换效率,从而导致光伏发电厂的发电收入发生变化。以500kW直流-交流转换器为例,在相同功率下,如果一个高质量的直流-交流变换器的转换效率比普通直流-交流变流器高1%,则按每天工作4小时计算。

一个高质量的直流-交流转换器每天可以多发电近20千瓦时。那么,一年可以发电近7300千瓦时,十年可以发电73000千瓦时。这大大提高了用户的发电收入。如何在众多直流-交流转换器中选择高转换率的产品,以最大限度地提高光伏发电厂的生产能力?近年来,微逆变器由于其高效率而备受关注。

以HOYMILES的直流-交流变换器(微型逆变器)为例。在转换效率方面,HOYMILES微型逆变器系统采用全并联电路设计,可以将每个组件的直流电转换为交流电,然后将其并入电网,最大限度地减少逆变过程中的能量损失。另一方面,HOYMILES微型逆变器模块级MPPT技术将分别跟踪每个光伏模块的最大功率点。

这意味着,如果一个光伏组件没有有效运行,它将不会影响其他光伏组件。例如,在整个光伏系统中,一个模块被50%的阳光遮挡。此时,其他模块的MPPT控制器将继续保持各自的最大生产效率。为了测试HOYMILES一至四系列微型逆变器MPPT控制器在实际条件下的性能,工作人员进行了现场实验,以了解其在多云天气和光强变化较大时的运行情况。

 

不同直流-交流转换器的转换效率不同

 

红线反映光伏组件全天的实际最大功率,蓝线反映MPPT控制器预测的最大功率点。由于HOYMILES一到四系列微型逆变器准确预测了最大功率点,蓝线和红线完全重叠。此外,我们的网站还整理了中国不同的光伏逆变器公司,可以比较它们在直流-交流转换器技术和发展方面的异同。

 

结论

直流-交流转换器的工作原理和转换效率?在选择逆变器之前,我们需要提前了解其性能和解决方案,以便更好地选择高效、安全、智能的直流-交流转换器,使光伏电站的效率更高。

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