太阳能逆变器中能量缓冲器电容器的选择.doc
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1、太阳能逆变器中能量缓冲器电容器的选择前言太阳能逆变器在太阳能电池板和主电网之间扮演着接口的角色。如图1所示,在太阳能逆变器内部会发生两个功率转换过程。一个DC/DC转换器控制着太阳能电池板的工作点,使之达到最大的功率输出。DC/AC转换器把这部分功率输送到主电网,同时执行主电网运营商设立的各种管控规则。能量缓冲器会吸收掉两个转换器之间功率流的差值。成功实现这个过程在很大程度上取决于你为能量缓冲器选择的电容器。本文介绍了在薄膜电容器和铝电容器之间如何进行取舍,以及你在选择一个或其他电容器时需要考虑的因素。图1:太阳能逆变器框图:太阳能电池板及U/I特性,DC/DC,能量缓冲器,DC/AC,主电网
2、初步考虑因素通过安装能量缓冲器,你可以把从太阳能电池板汲取最大功率,同如何把这种能量注入到主输配电系统这两件事分开处理。而且,这么做会降低设计的复杂度。能量缓冲器的大小是由需要储存能量的多少决定的,能量的多少取决于太阳能逆变器的功率等级,以及储存和释放能量这两个过程之间的时间长短。可供参考的是,如果时间差小于1秒钟,使用薄膜电容器或铝电容器都没问题。如果时间超过1秒钟,你就应该考虑使用一个电化学双层电容器或电池组。但这两种技术都要求每个电池单元的电压在1V至4V之间。接到主电网需要的电压等级更高,要求把几个电池连成一串,因此就需要增加用来保持平衡的电子器件。由于驱动电池或电化学双层电容器单元有一些特殊要求,这种功能通常是由一个独立的功率电子模块来实现的,对模块的详细介绍超出了本文的讨论范畴。薄膜电容器和铝电容器有一些使用限制,会影响到太阳能逆变器的服务寿命和可靠性。因此你需要详细列举在长时间工作条件下的变化情况,重要参数是器件环境温度、工作电压、纹波电流和持续时间。表1给出了一个非常简单的工作状况的例子。表1:工作状况的简单示例电容器基础知识薄膜和铝电容器是两种在平行基板电容器基础上演变出来的电容器。图2显示了这两种电容器的基本结构,标出了主要的不同点。图2:电容器结构:平行基板,薄膜电容器,铝电容器
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