Principles of Operation for Grid-Connected Inverters
I. Prînsipên Veşêrandinê ya Inverterên Li Ser Rêza
Inverterên li ser rêza wêneyên nêne ku bişopandina dîrect (DC) yê biguherînin da alternating current (AC) û zafereyên çend bike bikaranîn di sistemên gencî yên fotovoltaik (PV) de. Prînsipên veşêrandinê vebijarkên çendtir an:
Prosesa Guherînbûnê:Li ser rojhilat, panelan PV bişopandin DC hêsan dikin. Ji bo inverterên li ser rêza mezin û meskin, struktûra du palanek hatiye bikar bînin, ku bişopandin DC ji panelan PV herî dihêve çêtir bike lê veguherîne, û ew di navbera yê din de biguherîne bî AC. Inverterên mezin tenê struktûra yek palanek bikar bînin ji bo guherînbûna direk. Di dema veşêrandina, inverter kontrol dikir ên modulê invertera sêpalên bi pêşdestkirina bişopandin DC, jorek û bişopandin AC ji rêza. Sistemê digital PWM (Pulse Width Modulation) drive signals dakir, ku inverter bişopandin AC bi freqency û phase ên rêzayê veşêre. Mînak, wanke bişopandin DC ji panelan PV dihêve çêtir bike invertera li ser rêza, ew herî dihêve çêtir bike rectifier (wanke struktûra du palanek rectification function dibike), bişopandin AC bi DC biguherîne, û ew di navbera yê din de bi komponentên elektronî invertera biguherîne bî AC, ku dihêve çêtir bike household û industrial loads û an bişopandin rêzayê.
Bûyîrên Serkeftî û Karên We:
Rêkîfîker: Di çendîn destpêkan de, wekheviya AC ji bo DC, li vir heta qismê inverter an jorîn bişopandek e.
Inverter: Ev bûyir serkeftî ye, di navbera elektronîk (wisa cihazên semikonduktor) da DC ji bo AC hatine guherand.
Kontroler: Yê dibeşkirina herîya guhertinê, taybetmendiyên jorîn û çavkanan derbasdarî û barkerd kirina amadên PWM bi vê taybetmendiyên berê da ku dikareke ku AC derbasda vebijêrkên dibandin.
Terminala Derbasdarî: AC derbasdarî di torê yê şêtê an barê de derbasdarî dike.
II. Yekbûna Inverterên Li Ser Torê û Torê
Dibastkirina Nîrvan û Teraksiyonekirina:Malpera herî ya invertera li ser torê dike ku DC bi AC biguheztin û bi torê re bibastin, dibastkirina nîrvanê hilbijêre. Ew dikareke ku elektrik yên ji rûpelên PV derbasdarî bi torê re bibastin, hûn dikarin êzdana bikin. Di vê pirsan de, torê wekî storaz û daftarên mezîn a nîrvanê da, û invertera li ser torê wekî ponteke birike dikare. Mînak, di projeyên PV destribûtîv de, pir civîlên bi sisteman î rojhelatên PV li gorî inverteran li ser torê dikarin nîrvana zêdetir bi torê re bibaxin, dibastkirina nîrvanê li dêwar û ji torê ve hatekînin.
Daxwazgeha radyoçeyên li ser şabakê, hêman ku zêdekirina daxwazgeha radyoçeyên li ser şabakê, çavkanîya nîrvanên şabakê girihetin. Lê, ev da taybetmendiyên nû yên ser astaş û nîrvana nîrvan dike.
Kontrol û Peyvanka:Paşaniyan, daxwazgeha radyoçeyên li ser şabakê ya biniyên du rêza kontrolan dibasdar in: kontrola kurrenan û kontrola biyayî. Di rêza kontrola kurrenan de, daxwazgeha radyoçey êrêbikin ku dikare bikarbeje kontrol bike û divê biguheze guhertinên biyayî ya şabakê û parametreyên din. Mînacek, di şabakan yekêtir (impedansa mezin, şabaka zêf, dayika wek û rengdariyê), daxwazgeha radyoçey divê taybetmendiya mezin bibe biyayî yên impedanceyê mezin bi tenê xwe re ji bo danandina vêneyên rezonansê ku dê berfirehên digerê vegehene. Daxwazgehan yên alîkarên din algoritm û rêzanên kontrolan nekin dike bi tenê xwe re biyayî yên şabakê, wêjêr ku algoritma dampkirina aktîv aqelî ji bo danandina pirsekên rezonansî di şabakan yekêtir de, û strategiyên din jî ûsulek kontrola yekêtir, parametreyên PI dinamîk, danandina harmonîkên taybetmend, û kompensasyona dead-time.
Di rêza kontrola biyayî de, daxwazgeha radyoçey êrêbikin ku dikare bikarbeje kontrol bike û divê guhertinên biyayî û feqranyên şabakê bibere. Ev bi tevahî piştgirî dike ji bo şabakan radyoçeyên li ser şabakê ku dikare bikarbeje biyayî û feqranyên şabakê bibere. Ev taybetmendiyek e ku bi tevahî piştgirî dike ji bo şabakan radyoçeyên li ser şabakê ku dikare bikarbeje biyayî û feqranyên şabakê bibere, ya ku dikare bikarbeje şabakan radyoçeyên li ser şabakê bibere.
III. Dibejiyan Dağrêkêş û Inverterên Têkiliyê Li Bêrda Neteweyê?
Li Çandina Mawadan Normal, Operasyon Nederbasdar:Pa standartên li serast û rêgulanên berziman, inverterên têkiliyê hêsan bi amûran anti-islanding anîn. Di dema ku nisbetê neteweyê sifir be, inverter dibekeve. Ev çunki heye ku ger inverter di dema bêtikinê de hatine operasyon bigere, dibe ke yek têkiliyê sigortiya ji bo xerîdaran bêtikinê were. Mînvan, ger sistemê PV bi inverterê da vê jêr neteweyê dest pêkirin bide, dibe ke yek têkiliyê sigortiya ji bo xerîdaran bêtikinê were. Ji ber vê yekê, standartên nasional dîsa ku inverterên têkiliyê PV bi funksiyonên detektivya îlanding û kontrolê were û divê li dema ku neteweyê tune, dibekeve.
Operasyonê ji bo Modifikasyonên Xelet:Teorîk, pa modifikasyonê ya software an hardware, dêye inverterê ya off-grid bikar bîn "simulasyon" yek grid, ku inverterê ya PV bixwase ku grid normal e, û hûn dikarin wergerîn ji bo yek "grid." Lêm, ewa metoda riske yên heye û nayê têkildar li ser rastinên standart ên nirmankirî û amanî. Ji bilindaviyê, herêmî inverterê ya grid-connected biguherîn bi karbikariya off-grid, wekî lêmîna hybrid grid-tied û off-grid inverters, dê ye ku bi guherandina wê bi rêjiyê grid bivije. Lêm, ev navendî ya inverterê ya grid-connected pire niha navendî ye ku ji bo design û modifikasyon xweş bû.
IV. Şertên Eserî ji bo Operasyonê ya Inverterê ya Grid-Connected
Şertên Teknik:
Cîhazekanîna Frekansa: Frekansa rêzeyê taybetmendî di hêman herêm de ya 50Hz an 60Hz e. Çıkışa frekansa AC yên inverter dibejiyê bêtir bi vê frekansê hatine cîhazekanîn. Ev bi teknolojîyên wekî Phase-Locked Loops (PLLs) re hatine qebûl kirin da ku frekansa AC yên inverter bi frekansa rêzeyê were cîhazekanîn, yani, ger nebe, ne dikare werkar bike.
Cîhazekanîna Faseyê: Bi serfirazîna cîhazekanîna frekansa, çıkışa AC yên inverter dibejiyê bêtir bi faseya berzê hatine cîhazekanîn. Cîhazekanîna faseyê bi teknolojîyên kontrolan re hatine qebûl kirin. Tenha bi cîhazekanîna faseyê, energiya çıkışa inverter dibejiyê bi rêzeyê were serfiraz kirin, û ne dikare dewamkirina guherandina nrgiyê û pêşketina kualiteyê bigere.
Hermonîkên Serbest: Di dawiyek da ku DC biguherîne bi AC, inverter dikarê hermonîk bide, ku hûn dikarin tarezan biguhezînin, wek vêgerandina nîsgara voltage û têkiliya serastkirina cihazên elektrîkî din. Bunaqeyek, inverteren derbas dikin standardek hermonîk serbest bikin da ku nivîska birîna nîşan bide. Mînak, kariyaka derketina invertera nayê komponenta DC yê bêt û harmonîkên pêşîn di kariyaka derketina inverterê de hatiye kam kirin da ku tarezan biguhezînin.
Kontrola Birra Nîvend: Inverter divê biveke birra nîvend da ku stabilitیا (stability) nîsgara voltage bide. Di tarezanan de ku pîvanek zêdetir dan, kontrola birra nîvend eku bixweber pir ast. Bi kontrola birra nîvend, nîsgara voltage hatiye rêgirandin, ku stabilitیا (stability) û nivîska birîna nîşan bide.
Parastina Efektê Îlanding: Heke tareze nîsgara, inverter divê tez digerîne ji tareze da ku nikare berdane ser tareza nîsgara, ya ku parastina xwendekaran bikin. Ev ekê şertên ewle parastina inverterên nîsgara.
Şertên Parastina:
Bêhengiyên Elektrîk: Inverter û pêşkirina wê hewce dike ku bi standartên bêhengiya elektrîkê rey cihbêje, ya ku tê de standartên bêhengiya elektrîkê an jêr hesab kirin, ya ku tê de bêtirxistina dibe, himaya ji serdema ve û himaya ji serdema ve. Mînak, performansa bêtirxistiya elektrîk a inverter ê duayê bêtir bide da ku nezîka xwarûnê îmkan nabe; eger bêtirxistin yê zêdetir û serdema were, inverter ê mekanîzmên himaya çalak bike da ku malpera xasî nebe û ewle fireyan bike.
Rey Cihbêja Himaya: Inverter hewce dike ku rey cihbêja himaya yekê bibe da ku biguherîne factorekên envîronmentî yên wekî deb û abdar. Inverterên derveyî hewce dike ku rey cihbêja himaya yekê yê bikar bê, mînak IP65. Rey cihbêja himaya hewce dike ku inverter bi rêjiyê bêtir bixebite da ku ji her cihê envîronmentî rey cihbêj bike û dema xidmetê wê zêde bike.
Peyvên û Standartên:
Standartên Nêsyarî û Industriyeyî: Invertorên bingehdar hewce dike ku bi standartên nêsyarî û industriyeyî dest pê bigire, wek standarda Çînî GB/T 37408 - 2019, ku teqnikên baranî yên invertoran bingehdar yên PV tayinde dike. Standartên wan çend anîşareng dibe, têkiliya performansa, ewlehiya, û çalakîya nîrgirî, ku amade bikin ku invertoran bi rêgazên dest pêkirina li ser girêda hevdaye.
Lîsan û Beyanname: Dest pêkirina û kar werdina invertoran bingehdar lîsan û beyanname dike ji ala girêdan da ku bihêve neyê ve girêdanê. Ala girêdan da xoyejiya dest pêkirina, kapasiteya, û parametrekan teknîk ya invertoran bibine, û tenha piştî beyannameyan da invertoran bi girêda hewce dike.
Anîşarengên Ewlekariyê:
Birrînên Dibistina (ROI): Bikarhêneran an kompaniyên ku dîtin da bikaranîna inverterên li ser taybetmendîya şêtakan dikarin birrînên dibistina (ROI) biguherînin, ya ku ji bo heman çawa xercên sernavî yên dibistan, xercên operasyonel û nermirin, û potensiyalê piştgiriyan politîk û parayên ji bo firotina elektrîc. Eger birrînên dibistina nayê pêşkeft, ew dikare yek bencivî be bikaranîna inverterên li ser taybetmendîya şêtakan biguheze. Mînak, eger xercên sernavî yekêm zaf de û qiymetê firotinan elektrîc ê bicik de ne û piştgiriyan politîkê dest bi dest nayê, yek investîsor hatine were girîvan.
Piştgiriyan Politîk: Deyarkên din dikarin piştgiriyan politîkên din, ya ku dikarin werin berpirsên ekonomîyê yên projeyên invertera li ser taybetmendîya şêtakan. Hemin deyarkan dikarin piştgiriyan biguherînin da ku wan jîyanên newey enerjî rengiyan bigihazînin, ya ku piştgiriyan ji bo xerîdan inverter û tarifên feed-in dike, ya ku yeterîn dikare biguheze ku berpirsên ekonomîyê yên projeyên invertera li ser taybetmendîya şêtakan bibere.
Tevaniya Sistem:
Pêşkêşkirina Grid: Inverter bi sisteman gridên nû yên da ku ji bo pêşkêşkirina ya hêza, piramîdan û xasên berdestanîya li ser çalak bide. Cihazên grid (wêne, TT, IT û TN) û piramîdên din (wêne, gridên baxta nîzankir û baxta bikarhêner) dersên ji bo inverterên jîn dikin, û inverter divê bekeve bibêje yekbûyîna grid bi rastî.
Pêşkêşkirina Cihaz: Inverter bi cihazên têrîf bike (wêne, panelên solar, turbinên gava) bi karî girîng bibêje yekbûyîna derzanîn. Mînak, guhertina derga û voltaj panelên solar divê bi dersên input invertera hatine yekbûyîn bikin bi tenê tu dibane efektiv û performansa têrîfê.
Endamên Çevreser:
Peyvên Çevresi: Inverter hewce dike ku bi rêzên çewtî yên cihê re serbest bibe, wek temperatûra û rûbarî, ji bo ênkerên taybetandina karbendanîya dirêj. Mînace, di dîrokên mezin temperatûr de, performansa qulabkirinê ya invertera duhê behter bibe da ku ji derketina berdest bimîne; di dîrokên mezin rûbarî de, inverter hewce dike ku bibirîbe ku ji xerîdarên sînora naverokî neşike.
Têkiliyên Çevresi: Dizayn û karbendana inverter hewce dike ku têkiliyên li ser çewtî biniyare, wek seda û îmza elektromagnetîk. Duhet çalakî kirin da ku seda di dema karbendana inverter de bikinê biguherîne da ku seda polîsyone seda neşike, û îmza elektromagnetîk hewce dike ku kontrol bike da ku jiyan elektronîk din neşike.
Operasyon û Bimarhastina:
Pêşkêşey Bîrkar: Inverter dersiya pêşkêşey bîrkar eke destan dikin ku hêsanîya rêza û amarên dihêrin bike. Mînak, bikarhêner dersiya inverter (mîn, çavdar, guhertina guhera) û agahdariyên alarmi vaxtên xebitandina ji bo navbera pêşkêşeya bîrkar bibine û amarên sade (mîn, hilbijartina modey çalakkirina) biguhezine.
Tiştên Xirûs: Tiştên xirûsê inverter ê derbas bi pirastina kolîna xirûsê, maliyayên xirûsê û demên xirûsê. Inverter ekê bi kolîna xirûsê divê maliyayên xirûsê û çendiyayên xirûsê veguhere, lê cycleka xirûsê rast dibe ku karbikirina termînê bixwe. Mînak, struktura navenda inverter ê li ser kolîna xirûsê hatiye wergerandin, û cih û maliyayên anjamanên wê hatiye were kirin.
V. Rewşa Rêzayê di Çalakkirina Inverter de
Pêşketina Bajarêkirina: Nîrvan, pêwistiv, û parametreyên din jî yên şêtana bajarêkirina inverterên li ser şêtan. Inverter dixwazin ku biguhezine çûnku nîrvan û pêwistiv şêtan da ku bi vê parametreyan bexweşin. Mînak, inverter teknolojîya wek PLL bikar dihin ku pêwistiv û fasayên çûnka AC yê ji rojan bike wergeh be şêtan û nîrvan bexweşin, ku hûn dikarin bi rastînî girêdana nîrvan bi şêtan. Bê şêtan ku vê pêşketinan wereberd, inverter neyê xebitandin ku bi rastînî çûnkan bexweşe, û bajarêkirina normal bi şêtan neyê îmkan.
Destpêkirina Pêşketina û Dabandkirina Nîrvan: Şêtan platforma wereberd ê ye ji bo pêşketina û dabandkirina nîrvan ji inverterên li ser şêtan. Pasîn ku inverter nîrvan AC yê ji cihazê PV têr bibin, şêtan dikare vê nîrvan bi ser kirina ku hewce ye pêşke bike, ku hûn dikarin bi ser kirina çend kêm dibêjin. Vê şeyle nîrvan PV ya ku bi ser sîstema nîrvanê zêdetir hatîne, nîrvan bi karibên zêdehatîn wereberd. Piçey û strukturê şêtan da de hêsan rêzikariya berdestkirina inverter û bajarêkirina wereberd. Mînak, li şêtanên piçeyên din (bîsîn, şêtanên piçeyên serok û şêtanên piçeyên ber) inverter dixwazin ku standarde û teqnîkên wekhevînê biguhezine ku hûn dikarin bi serîn û efektîvî nîrvan pêşke bikin.
Pêşkêşkirina Xebitandin:Di şabakada, çend hêzên wergerdan û bîrkarîn di navber vê taybetmendiyên rengin de hatine pêserast kirin, wekheviya yek rêza werger ên mezin. Ev rêz di derbarê xebitandin û inerciya xwe de tevgerdariyek e ku ji bo xebitandina dağerandina daşbixanên şabaka yardim dike. Mînak, dema ku giştîna werger danişteyê ya PV biguheze, şabak dikare bi karên rastkirina xwe (wê mînak, guherandina giştîna werger danişteyên din) an jî biguhezeko were bîran, ku ji bo lêbiguhezeko li ser daşbixanê rakhte. Her du, şabak parzûna short-circuit û digeh xweşkerdibijarkên ewlehiyê pêşkêş dike. Eger arazê ya short-circuit li ser derketina daşbixanê pêş bike, amûrên parzûna şabakan biguherineke an jî rakhte bikin, daşbixan û her tiştê yên din.
