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评估光伏发电系统中,微型逆变器的应用价值,应从哪些方面考虑?

     微型逆变器的特殊应用需求,决定了其不能采用传统的降压型逆变器拓扑结构,如全桥、半桥等拓扑,而应该选择能够同时实现升降压变换功能的变换器拓扑,除能够实现升降压变换功能外,还应实现电气隔离;另一方面,高效率、小体积的要求决定了其不能采用工频变压器实现电气隔离,需要采用高频变压器。

     可选的拓扑方案包括:高频链逆变器、升压变换器与传统逆变器相组合的两级式变换、基于隔离式升降压变换器的Flyback逆变器等几种,其中Flyback变换器拓扑结构简洁,控制简单、可靠性高,是一种较好的拓扑方案,目前英伟力等公司开发的微型逆变器产品均是基于Flyback变换器。

     为了减小微型逆变器的体积,要求提高逆变器的开关频率,而开关频率的提高必然导致开关损耗升高、变换效率下降,因此小体积与高效率两者之间是矛盾的,高频软开关技术是解决两者矛盾的有效方法,软开关技术可以在不增加开关损耗的前提下提高开关频率。

     在许多应用中,使用微型逆变器拓扑可以显着提高系统整体效率。在太阳能电池组件级,效率有望提升30%。但由于各应用差异很大,系统级改善的“平均”百分比并没多大意义。当评估微型逆变器在具体应用中的价值时,应从几个方面考虑拓扑结构。

     1)在小型应用中,各太阳能电池组件有可能面临基本相同的光照、温度和阴影等条件。因此,微型逆变器在提升效率方面作用有限。

     2)为使各太阳能电池组件工作在不同电压以获得最高能效,要求采用DC/DC转换器使各太阳能电池组件的输出电压统一于储能蓄电池的工作电压。为尽可能降低制造成本,可把DC/DC转换器和逆变器设计成一个模块。用于本地电源线路或连接配电网的DC/AC转换器也可被整合进该模块。

     3)太阳能太阳能电池组件必须要互相通信,这会增加导线和复杂性。这是对在模块中包含逆变器、DC/DC转换器和太阳能电池组件的另一个争论点。

     4)每个逆变器的MCU仍然必须有足够能力来运行多个MPPT算法以适应不同的工作环境。

     5)采用多个MCU会加大整体系统的成本。

     研究和开发简单有效的软开关技术并将软开关技术与具体的微型逆变器拓扑相结合是微型逆变器开发需要解决的关键问题之一,英伟力公司引入谐振软开关技术有效改善了微型逆变器的变换效率,其发布的MAC250微型逆变器产品最高效率达到95%以上,CEC效率达到94.5%以上。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20200617A020PJ00?refer=cp_1026
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