Ang mga inverter ay nabibilang sa isang malaking grupo ng mga static converter, na kinabibilangan ng marami sa ngayon's mga device na kayang“convert”mga de-koryenteng parameter sa input, tulad ng boltahe at dalas, upang makagawa ng isang output na tugma sa mga kinakailangan ng pagkarga.

Sa pangkalahatan, ang mga inverter ay ang mga device na may kakayahang mag-convert ng direktang kasalukuyang sa alternating current at medyo karaniwan sa mga pang-industriyang aplikasyon ng automation at electric drive.Ang arkitektura at ang disenyo ng iba't ibang uri ng inverter ay nagbabago ayon sa bawat partikular na aplikasyon, kahit na ang core ng kanilang pangunahing layunin ay pareho (DC to AC conversion).

1.Standalone at Grid-Connected Inverters

Ang mga inverter na ginagamit sa mga photovoltaic application ay nahahati sa kasaysayan sa dalawang pangunahing kategorya:

:Mga standalone na inverter

:Mga inverter na konektado sa grid

Ang mga standalone inverters ay para sa mga application kung saan ang PV plant ay hindi konektado sa pangunahing network ng pamamahagi ng enerhiya.Ang inverter ay nakapagbibigay ng de-koryenteng enerhiya sa mga nakakonektang load, na tinitiyak ang katatagan ng pangunahing mga parameter ng kuryente (boltahe at dalas).Pinapanatili nito ang mga ito sa loob ng paunang natukoy na mga limitasyon, na kayang makayanan ang mga pansamantalang sitwasyon ng overloading.Sa sitwasyong ito, ang inverter ay pinagsama sa isang sistema ng imbakan ng baterya upang matiyak ang isang pare-parehong supply ng enerhiya.

Ang mga inverter na konektado sa grid, sa kabilang banda, ay nakakapag-synchronize sa electrical grid kung saan sila nakakonekta dahil, sa kasong ito, ang boltahe at dalas ay“ipinataw”sa pamamagitan ng pangunahing grid.Ang mga inverter na ito ay dapat na madiskonekta kung ang pangunahing grid ay nabigo upang maiwasan ang anumang posibleng reverse supply ng pangunahing grid, na maaaring kumakatawan sa isang malubhang panganib.

Figure 1 - Halimbawa ng Standalone system at Grid-connected system.Larawan ng kagandahang-loob ng Biblus.

2. Ano ang Papel ng Bus Capacitor

Ang layunin ng isang inverter ay upang baguhin ang isang DC waveform na boltahe sa isang AC signal upang mag-inject ng kapangyarihan sa isang load (hal. ang power grid) sa isang ibinigay na frequency at may isang maliit na anggulo ng phase (φ ≈0).Ang isang pinasimple na circuit para sa isang single phase unipolar Pulse-Width Modulation (PWM) ay ipinapakita sa Figure2 (ang parehong pangkalahatang pamamaraan ay maaaring mapalawak sa isang tatlong yugto ng sistema).Sa eskematiko na ito, ang isang PV system, na kumikilos bilang isang DC voltage source na may ilang source inductance, ay hinuhubog sa isang AC signal sa pamamagitan ng apat na IGBT switch na kahanay ng freewheeling diodes.Ang mga switch na ito ay kinokontrol sa gate sa pamamagitan ng isang PWM signal, na karaniwang ang output ng isang IC na naghahambing sa isang carrier wave (karaniwan ay isang sine wave ng nais na output frequency) at isang reference wave sa isang makabuluhang mas mataas na frequency (karaniwang isang triangle wave. sa 5-20kHz).Ang output ng mga IGBT ay hinuhubog sa isang AC signal na angkop para sa paggamit o grid injection sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang topologies ng LC filters.

Kumuha ng Quote

Figure 2: Pulsed Width Modulation (PWM) single-phasesetup ng inverter.Ang mga switch ng IGBT, kasama ang LC output filter, ay hinuhubog ang DC input signal sa isang magagamit na AC signal.Nagdudulot ito ng anakakapinsalang boltahe ripple sa mga PV terminal.Ang buscapacitor ay sukat upang mabawasan ang ripple na ito.

Ang operasyon ng mga IGBT ay nagpapakilala ng ripple voltage papunta sa terminal ng PV array.Ang ripple na ito ay nakakapinsala sa pagpapatakbo ng PV system, dahil ang nominal na boltahe na inilapat sa mga terminal ay dapat na nasa max power point (MPP) ng IV curve upang makuha ang pinakamaraming kapangyarihan.Ang isang boltahe na ripple sa mga PV terminal ay mag-o-oscillate sa kapangyarihan na nakuha mula sa system, na nagreresulta sa

isang mas mababang average na output ng kuryente (Larawan 3).Ang isang kapasitor ay idinagdag sa bus upang pakinisin ang ripple ng boltahe.

Figure 3: Ang isang boltahe ripple na ipinakilala sa mga PV terminal sa pamamagitan ng PWM inverter scheme ay inilipat ang inilapat na boltahe sa max power point (MPP) ng PV array.Ito ay nagpapakilala ng ripple sa power output ng array upang ang average na output power ay mas mababa kaysa sa nominal na MPP

Ang amplitude (peak to peak) ng boltahe ripple ay tinutukoy ng switching frequency, PV voltage, bus capacitance, at filter inductance ayon sa:

saan:

Ang VPV ay ang solar panel DC boltahe,

Ang Cbus ay ang kapasidad ng kapasitor ng bus,

L ay ang inductance ng mga filter inductors,

Ang fPWM ay ang dalas ng paglipat.

Nalalapat ang equation (1) sa isang perpektong kapasitor na pumipigil sa pag-agos ng singil sa kapasitor habang nagcha-charge at pagkatapos ay naglalabas ng enerhiya na matatagpuan sa electric field na walang resistensya.Sa katotohanan, walang kapasitor ang perpekto (Figure 4) ngunit binubuo ng maraming elemento.Bilang karagdagan sa perpektong kapasidad, ang dielectric ay hindi perpektong resistive at ang isang maliit na leakage current ay dumadaloy mula sa anode patungo sa cathode kasama ang isang finite shunt resistance (Rsh), na lumalampas sa dielectric capacitance (C).Kapag ang kasalukuyang sa pamamagitan ng kapasitor ay dumadaloy, ang mga pin, foil, at dielectric ay hindi perpektong nagsasagawa at mayroong isang katumbas na series resistance (ESR) sa serye na may kapasidad.Sa wakas, ang kapasitor ay nag-iimbak ng ilang enerhiya sa magnetic field, kaya mayroong isang katumbas na serye ng inductance (ESL) sa serye na may kapasidad at ESR.

Figure 4: Katumbas na circuit ng isang generic na kapasitor.Ang isang kapasitor aybinubuo ng maraming di-ideal na elemento, kabilang ang dielectric capacitance (C), isang non-infinite shunt resistance sa pamamagitan ng dielectric na lumalampas sa capacitor, series resistance (ESR), at series inductance (ESL).

Kahit na sa isang bahagi na tila simple bilang isang kapasitor, mayroong maraming mga elemento na maaaring mabigo o pababain.Ang bawat isa sa mga elementong ito ay maaaring makaapekto sa pag-uugali ng inverter, kapwa sa mga panig ng AC at DC.Upang matukoy ang epekto ng pagkasira ng mga di-ideal na bahagi ng kapasitor sa boltahe ripple na ipinakilala sa mga terminal ng PV, ang isang PWM unipolar H-bridge inverter (Larawan 2) ay ginagaya gamit ang SPICE.Ang mga filter capacitor at inductors ay hawak sa 250µF at 20mH, ayon sa pagkakabanggit.Ang mga modelo ng SPICE para sa mga IGBT ay nagmula sa gawain ng Petrie et al. Ang signal ng PWM, na kumokontrol sa mga switch ng IGBT, ay tinutukoy ng isang comparator at inverting comparator circuit para sa mataas at mababang bahagi ng IGBT switch, ayon sa pagkakabanggit.Ang input para sa mga kontrol ng PWM ay isang 9.5V, 60Hz sine carrier wave at isang 10V, 10kHz triangular wave.