Untersuchung und Vergleich unterschiedlicher Methoden zur aktiven Oberschwingungskompensation von Netzgekoppelten Photovoltaik-Wechselrichtern

Die Untersuchung wurde auf einem Teil der Photovoltaik-Anlagen durchgeführt. Leistungselektronik Wechselrichter wurden untersucht. Sie werden bei der Erzeugung des Gleichstroms von Solarzellen in Wechselstrom umgewandelt. Dieser Strom kann dann durch andere Geräte verwendet werden oder kann in die Niederspannungs (NS) elektrische Verteilungnetz eingespeist werden. Diese Wechselrichter muss unter bestimmten Bedingungen funktionieren und müssen bestimmte Aufgaben ausführen, um die Sicherheit und Effizienz der gesamten PV-Anlage zu gewährleisten. Erstens müssen diese Wechselrichter eine zuverlässige Synchronisation mit der Niederspannungsnetz durchzuführen, um sie damit zu verbinden. Wenn diese Funktion nicht richtig funktionieren kann der Wechselrichter beschädigt wird und es würde Schäden am Stromnetz sein. Große Sorgfalt und Aufmerksamkeit muss bei der Gestaltung dieser Teil des Regelalgorithmus gegeben werden. Zweitens nehmen Wechselrichter Energie, die durch Solarzellen erzeugt wird, und wandeln es in Wechselstrom um. Die elektrische Energie von Solarzellen ist nicht linear - es hängt von der Sonneneinstrahlung und der Temperatur der Solarzellen ab. In Abhängigkeit von diesen Werten ist die optimale Betriebsspannung und Strom (oder maximale Leistungspukt, während P = V * I) für jede Solarzelle unterschiedlich. Um die maximal verfügbare Leistung von Solarzellen zu nehmen, ist es sehr wichtig das der Wechselrichter diese Umgebungsbedingungen berücksichtigt. Regelalgorithmus muss die Last Anpassung auf den Solarzellen durchführen, um die maximale Effizienz der gesamten Photovoltaik-Anlage zu erreichen. Drittens besteht die Ausgangsspannung und Ausgangsstrom des Wechselrichters von vielen Impulsen und ist nicht von ausreichend hohe Qualität. Es kann nicht durch elektrische Geräte verwendet werden und kann nicht in das elektrische Netz eingespeist werden. Jeder Wechselrichter enthält einen speziellen Ausgangsfilter, die die Pulsationen entfernen und die Ausgangsspannung und Strom sauberer macht. Das Filter besteht üblicherweise aus reaktiven Elementen der Induktivität L und die Kapazität C, die im L-C oder L-C-L Konfiguration angeordnet sind. Einführung dieser Elemente erhöht die Chance, einen Resonanzeffekt am Ausgang des Wechselrichters zu haben. Ein spezieller Regelalgorithmus wurde entwickelt, um diese Störungen zu entnehmen. Ohne dies könnte zu gefährlichen Betrieb der Photovoltaik-Anlage führen.

Während der Forschungszeit am Fraunhofer IWES, war ich an einem Projekt PV-Symphonie (FKZ 0325313), wo wir auf fortschrittliche Funktionen der Photovoltaik-Wechselrichter gearbeitet hat. Es wurde angenommen, dass alle zuvor erwähnten Probleme gelöst wurden. Wir konzentrierten uns auf die Analyse und die Möglichkeit zur aktive aktiven Oberschwingungskompensation einer bestehenden Photovoltaik-Wechselrichtern. Diese Funktion könnte den Wert von Photovoltaik-Wechselrichtern erhöhen. Aktiven Oberschwingungskompensation ist ein wichtiges Thema, weil es mit einem Problem der zunehmenden Stromnetz Oberwellenverschmutzung befasst. Auch Photovoltaik-Wechselrichter werden gedacht, um harmonische Quellen im Netz zu sein. Zunehmende Menge von Oberschwingungen kann negative Auswirkungen auf andere elektronische Geräte haben, verringern die Zuverlässigkeit des Stromnetzes und erhöht die Betriebskosten für die elektrische Verteilung Netzbetreiber. Die Zahl der harmonischen Quellen steigt schnell, wie Energiesparlampen, Computer - im Grunde alles, was ein Schaltnetzteil hat. Ein zunehmende Zahl dieser Art von Geräten auf der Niederspannungsseite Stromnetz verursacht immer mehr Netzstörungen und andere Probleme, mit denen elektrische Netzbetreiber zu tun haben. Eine Möglichkeit, mit diesem Problem umzugehen wäre, eine Photovoltaik-Wechselrichter, der einige dieser Probleme abschwächen könnten einzuführen.

Diese Forschung auf diesem speziellen Oberwellenverschmutzung Problem konzentriert und wie könnte es durch die bestehenden Photovoltaik-Anlagen bei der Schaffung neuer Regelalgorithmen gemildert werden. Die Forschung besteht aus drei Hauptteilen: Literatur Analyse, Modellierung und Simulation und Hardware-Implementierung.