随着文明程度和人口密度的不断激增,二氧化碳排放速率的持续不断的增加开始变得难以控制。碳排放引起的全球变暖将导致气候恶化,最终破坏地球的生态。因此,作为解决方案,我们应该使用清洁能源,例如风能和太阳能。
针对不同的终端应用(住宅、商业、公用事业),有多种类型的太阳能逆变器(集中式、组串式、微型)。组串式逆变器以其灵活、易于维护的特点,正在成为主流太阳能逆变器类型。组串式光伏逆变器的单机故障对总发电量影响有限,其余逆变器可继续照常工作。同时,更小的尺寸更易于安装,无需重型机械就可以完成安装。随着功率器件的不断迭代,单组逆变器的功率水平/功率密度不断的提高,单价和体积越来越小,这推动组串式逆变器成为商用逆变器市场的主流选择。
组串式逆变器系统的主要组件是光伏电池板串或阵列、DC-DC升压转换器、DC-Link电容器和逆变器(DC-AC 转换器)。DC-DC级实现两个基本功能,将PV 串的输出电压提升至DC-Link工作电压水平,并实施 MPPT(最大功率点跟踪) 功能,使光伏面板在不同环境和太阳辐照度下产生的功率最大化。逆变器在该系统中起着最及其重要的作用,负责将直流电转换为交流电,用于正常的住宅用电或并网。
1100V 是大型住宅、商业和分布式公用事业规模应用中组串式逆变器的常见直流母线V 或更高电压能节约铜线和开关设备的成本,因为当总输出功率保持不变时电流会降低,这也代表着在范围更广的温度和辐照条件下可以捕获更高的能量。
DC-DC升压级的拓扑结构主要有三种,区别主要在于适用功率段不同。飞跨电容升压和对称升压作为三电平拓扑,能够更好的降低施加到开关的电压,最终获得更好的效率和功率密度。其次,可以再一次进行选择更小、更轻的电感,因为电感上的纹波电流减少。但是,需要注意额外开关器件带来的成本和驱动问题。
逆变器级决定了总效率和输出质量,同样,三电平拓扑结构最有助于为大功率三相逆变器系统带来改进。除了降低开关损耗与半导体要求外,还能够更好的降低 EMI,因为传导 EMI 主要与电流纹波有关。此外,三电平系统能提供更好的正弦电压波形,这种高质量的输出能够大大减少电缆的压力和高灵敏度电气设备的风险
两电平系统模块设计中的 MOSFET 或IGBT 需要承受全总线电压,这将增加大功率大阳能逆变器的成本。此外,高 dV/dt 和 dl/dt 应力会导致不良的总谐波失真(THD) 和输出波形。
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