Преобразователь частоты «ПОДСОЛНУХ»

На сегодняшний день в связи с использованием возобновляемых источников энергии широкомасштабное распространение получают системы генерирования электроэнергии, к которым относятся системы в составе ветроэнергетических установок (ВЭУ), гидроэнергетических установок (ГЭУ), и системы генерирования на базе полупроводниковых преобразователей у которых в качестве первичного источника питания выступают солнечные фотоэлектрические модули (СЭС). СЭС лишены недостатков, присущих ВЭУ и ГЭУ, связанных с наличием большого количества механических устройств, и, соответственно, этот факт благоприятно сказывается на их цене и затратах на техническое обслуживание и эксплуатацию, они могут располагаться в непосредственной близости от потребителей электрической энергии, что позволяет снизить потери, связанные с транспортировкой электрической энергии. Дополнительным фактором, оказывающим влияние на развитие СЭС, является ежегодное снижение цены солнечных фотоэлектрических модулей, рост объемов их производства и увеличение срока службы до 20 – 25 лет. Совокупность этих факторов приводит к снижению себестоимости электрической энергии, сгенерированной посредством СЭС. По данным Международного энергетического агентства (IEA) к 2050 году при определенных условиях СГФ могут обеспечить до 20 – 25 % всего необходимого объема электрической энергии.  

В состав СЭС, наряду с фото-электрическими панелями, входят инверторы, преобразующие электрическую энергию постоянного тока, вырабатываемую панелями, в переменный ток промышленной частоты. Подавляющее большинство современных инверторов, в составе СЭС, построено по топологии классических 3-х фазных мостовых преобразователей (1L). Наиболее перспективным направлением является применение предлагаемого в проекте многоуровневого преобразователя (3L-NPC инвертора), что позволяет добиться снижения массогабаритных и стоимостных показателей. 

Одной из основных функций, возложенной на инвертор является обеспечение работы СЭС в точке максимальной мощности. Система управления предлагаемого инвертора реализует алгоритм слежения за максимальной мощностью ФЭМ (Three-point-weight MPPT algorithm) с использованием  модельного прогнозирующего управления  СЭС в режиме реального времени при различных параметрах окружающей среды: уровня инсоляции; температуры окружающего воздуха и состояния рабочих поверхностей солнечных панелей.

Инвертор обеспечивает компенсацию реактивной мощности в режиме Q(U) в зависимости от напряжения сети и регулирование регулирования активной мощности при изменении частоты сети P(f) для участия солнечных электростанций в общем первичном регулировании частоты. Солнечные электростанции могут работать не просто гибко; на самом деле, они реагируют на инструкции диспетчеров намного быстрее, чем обычные генераторы. Гибкое диспетчерское управление солнечной энергией не только помогает решить проблемы вариабельности, но также может обеспечивать наиболее эффективное оказание сетевых услуг по обеспечению энергоснабжения. 

В следствии чего необходимо одновременно с разворачиванием в РФ производства солнечных панелей организовать производство инверторов большой мощности и систем управления СЭС, входящих в состав инвертора.

Инвертор предназначен для преобразования постоянного напряжения 1200 (1500) В, поступающее от фотоэлектрических модулей (ФЭМ), в выходное переменное напряжение 550 (600) В и передачи электрической энергии во внешнюю сеть электроснабжения с частотой 50(60) Гц.

Инвертор реализует алгоритм слежения за максимальной мощностью ФЭМ (Three-point-weight MPPT algorithm).

Инвертор обеспечивает компенсацию реактивной мощности в режиме Q(U) в зависимости от напряжения сети и регулирование регулирования активной мощности при изменении частоты сети P(f) для участия солнечных электростанций в общем первичном регулировании частоты.