Principio de funcionamiento del inversor de conexión a red solar

Además de la función de conversión CC-CA, el inversor de conexión a la red solar también posee la función MPPT de matriz de celdas solares y varias funciones de protección. La matriz de celdas solares entrega energía eléctrica a la red eléctrica a través del inversor PWM de onda sinusoidal. La potencia enviada desde el inversor solar en la red a la red eléctrica está determinada por la potencia del conjunto de células solares y las condiciones locales de la luz solar del momento específico. Ahora, la tecnología del inversor de potencia se vuelve muy madura, y el circuito principal del inversor de potencia se muestra en la siguiente figura.

principio de funcionamiento del inversor de conexión a red solar

El circuito de operación del sistema fotovoltaico solar conectado a la red se muestra en la figura 2. V p significa el voltaje de salida del inversor solar conectado a la red. V u significa el voltaje de la red. R significa la resistencia del cable y L significa el reactor en serie. I z significa la corriente que se devuelve a la red. Para garantizar que el factor de potencia de la corriente de retroalimentación sea siempre 1, la fase de la corriente de retroalimentación y el voltaje de la red deben ser consistentes. Haciendo referencia a la tensión de red de V u , la fase de I z y V u será consistente. V R , el voltaje en dos terminales de la resistencia interna R, debe ser consistente con el voltaje de la red eléctrica. Además, la fase de V L , el voltaje en dos terminales del reactor, es menor que el voltaje VR . La fase y la amplitud de VP se pueden calcular mediante la fórmula:

Vp =I z x (R + ωL) +V tu

En la fórmula: ω se refiere a la frecuencia angular de la red pública.
principio de funcionamiento del inversor de conexión a red solar

En el circuito real de Inversor de conexión a red solar , la fase, el período y la amplitud de V u son detectados por el sensor de voltaje. Como es difícil obtener el valor R en el sistema real, la fase de la corriente de retroalimentación I z se obtendrá mediante la retroalimentación de corriente negativa. El ángulo de fase de la corriente de realimentación I z se calcula tomando como referencia la fase de la red pública. El transformador de corriente debe detectar I z de vez en cuando para garantizar que I z sea consistente con el voltaje de la red. De esta manera, se puede realizar la generación de energía de retroalimentación con el factor de potencia de 1.

El microprocesador se utiliza principalmente para probar la fase de voltaje en tiempo real, la retroalimentación y el control de la fase actual, rastrear la potencia máxima de la matriz de células solares y rastrear la señal PWM de onda sinusoidal en tiempo real. Su proceso de trabajo es el siguiente: a través del sensor de voltaje Hall, el voltaje y la fase de la red eléctrica se envían al convertidor A/D del microprocesador. Luego, el microprocesador comparará la fase de corriente de retroalimentación y la fase de voltaje de la red pública. La señal de error se ajustará mediante PID y luego se enviará al modulador de ancho de pulso (PWM). De esta forma se completa el proceso de realimentación de la potencia con factor de potencia 1. Otra función principal del microprocesador es realizar la máxima potencia de salida de la matriz de células solares. La potencia de salida del conjunto de celdas solares se puede calcular detectando el voltaje y la corriente de salida del conjunto de celdas solares por separado mediante el sensor de voltaje y corriente, y luego multiplicando estos dos valores detectados. Luego, se calculará el ciclo de trabajo de salida PWM. Esto es en realidad para ajustar el voltaje de retroalimentación para obtener la potencia máxima optimizada.

Según la figura 2, se puede descubrir que cuando cambia la amplitud de V p , el ángulo de fase φ entre la corriente de retroalimentación del inversor de conexión a la red solar y el voltaje de la red también cambiará. Dado que se realiza el control de retroalimentación de la fase actual, se realizará el control de desacoplamiento de la fase y la amplitud, lo que simplificará el trabajo del proceso del microprocesador. Además, también se considerará el estado de trabajo del sistema solar fotovoltaico conectado a la red en la condición de apagado. En el sistema fotovoltaico solar conectado a la red común, cuando se detiene el suministro de energía de la red pública, el inversor conectado a la red solar dejará de funcionar.

El principio de trabajo: cuando se detiene el suministro de energía de la red pública, el lado de la red permanecerá en estado de cortocircuito. En este momento, el inversor solar conectado a la red comenzará la función de autoproducción debido al problema de sobrecarga. Cuando el microprocesador detecta la situación de sobrecarga, bloqueará la señal SPWM y activará el disyuntor conectado a la red eléctrica. Si el conjunto de células solares puede generar energía, el inversor solar conectado a la red funcionará por separado, lo que se puede controlar fácilmente. Solo necesita conocer el estado de retroalimentación negativa del voltaje de CA. El microprocesador detectará el voltaje de salida del inversor de conexión a la red solar y lo comparará con el voltaje de referencia (normalmente es de 220 V). Luego, controlará el ciclo de trabajo de salida PWM para realizar una operación de inversión y voltaje estable.

La condición previa para garantizar un funcionamiento de voltaje estable es que el conjunto de células solares pueda proporcionar suficiente energía en ese momento. Si la carga es demasiado alta o las condiciones de la luz solar son malas, el inversor solar en la red no puede generar suficiente energía y luego se reducirá el voltaje terminal de la matriz de células solares. Luego, el voltaje de CA de salida disminuirá, lo que provocará un estado de protección de bajo voltaje. Cuando la fuente de alimentación de la red vuelva a la normalidad, cambiará automáticamente al estado de retroalimentación.

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