फोटोवोल्टिक ग्रिड से जुड़े इनवर्टर फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणालियों में आवश्यक प्रमुख घटक हैं, जिनका उपयोग मुख्य रूप से सौर फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन के क्षेत्र में समर्पित इन्वर्टर बिजली स्रोतों के रूप में किया जाता है। ग्रिड से जुड़े इनवर्टर सौर पैनलों द्वारा उत्पन्न एसी बिजली को एसी बिजली में परिवर्तित करते हैं जिसे पावर इलेक्ट्रॉनिक रूपांतरण तकनीक के माध्यम से सीधे पावर ग्रिड से जोड़ा जा सकता है। आइए फोटोवोल्टिक ग्रिड से जुड़े इनवर्टर के कार्य सिद्धांत और फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणालियों में उनकी भूमिका के बारे में जानें।
1 फोटोवोल्टिक ग्रिड कनेक्टेड इन्वर्टर का कार्य सिद्धांत
जब सार्वजनिक पावर ग्रिड काट दिया जाता है, तो ग्रिड पक्ष शॉर्ट सर्किट स्थिति के बराबर होता है, और ग्रिड से जुड़ा इन्वर्टर ओवरलोड के कारण स्वचालित रूप से अपनी रक्षा करेगा। जब माइक्रोप्रोसेसर ओवरलोड का पता लगाता है, तो एसपीडब्ल्यूएम सिग्नल को अवरुद्ध करने के अलावा, यह ग्रिड से जुड़े सर्किट ब्रेकर को भी डिस्कनेक्ट कर देगा। इस समय, यदि सौर सेल सरणी में ऊर्जा उत्पादन होता है, तो इन्वर्टर एक अलग ऑपरेटिंग स्थिति में काम करेगा। अकेले चलने पर, नियंत्रण अपेक्षाकृत सरल होता है, जो एसी वोल्टेज की नकारात्मक प्रतिक्रिया स्थिति है। माइक्रोप्रोसेसर इन्वर्टर के आउटपुट वोल्टेज का पता लगाता है और इसकी तुलना संदर्भ वोल्टेज (आमतौर पर 220V) से करता है, और फिर इन्वर्टर और वोल्टेज विनियमन संचालन को प्राप्त करने के लिए PWM आउटपुट कर्तव्य चक्र को नियंत्रित करता है।
बेशक, स्वतंत्र संचालन के लिए शर्त यह है कि सौर सेल सरणी उस समय पर्याप्त बिजली प्रदान कर सके। यदि लोड बहुत बड़ा है या सूरज की रोशनी की स्थिति खराब है, तो इन्वर्टर पर्याप्त बिजली का उत्पादन नहीं कर सकता है, और सौर सेल सरणी का टर्मिनल वोल्टेज गिर जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप आउटपुट एसी वोल्टेज में कमी आएगी और कम वोल्टेज संरक्षण स्थिति में प्रवेश होगा। जब पावर ग्रिड आपूर्ति फिर से शुरू करेगा, तो यह स्वचालित रूप से फीडबैक स्थिति पर स्विच हो जाएगा।
2 फोटोवोल्टिक ग्रिड से जुड़े इनवर्टर की भूमिका
इनवर्टर में न केवल प्रत्यक्ष से प्रत्यावर्ती धारा रूपांतरण का कार्य होता है, बल्कि सौर कोशिकाओं के प्रदर्शन को अधिकतम करने और सिस्टम दोष सुरक्षा का कार्य भी होता है। संक्षेप में, स्वचालित संचालन और शटडाउन फ़ंक्शन, अधिकतम पावर ट्रैकिंग नियंत्रण फ़ंक्शन, एंटी आइसोलेटेड ऑपरेशन फ़ंक्शन (ग्रिड कनेक्टेड सिस्टम के लिए), स्वचालित वोल्टेज समायोजन फ़ंक्शन (ग्रिड कनेक्टेड सिस्टम के लिए), डीसी डिटेक्शन फ़ंक्शन (ग्रिड कनेक्टेड सिस्टम के लिए), और हैं। डीसी ग्राउंडिंग डिटेक्शन फ़ंक्शन (ग्रिड कनेक्टेड सिस्टम के लिए)।
1. स्वचालित संचालन और शटडाउन फ़ंक्शन
सुबह सूर्योदय के बाद, सौर विकिरण की तीव्रता धीरे-धीरे बढ़ती है, और सौर सेल का उत्पादन भी तदनुसार बढ़ जाता है। जब इन्वर्टर के काम करने के लिए आवश्यक आउटपुट पावर पूरी हो जाती है, तो इन्वर्टर स्वचालित रूप से चलने लगता है। ऑपरेशन में प्रवेश करने के बाद, इन्वर्टर लगातार सौर सेल मॉड्यूल के आउटपुट की निगरानी करता है। जब तक सौर सेल मॉड्यूल की आउटपुट पावर इन्वर्टर को संचालित करने के लिए आवश्यक आउटपुट पावर से अधिक है, तब तक इन्वर्टर चलता रहेगा; सूर्यास्त तक, इन्वर्टर बरसात के दिनों में भी काम कर सकता है। जब सौर सेल मॉड्यूल का आउटपुट कम हो जाता है और इन्वर्टर का आउटपुट शून्य के करीब पहुंच जाता है, तो इन्वर्टर स्टैंडबाय स्थिति में प्रवेश कर जाता है।
2. अधिकतम पावर ट्रैकिंग नियंत्रण फ़ंक्शन
सौर सेल मॉड्यूल का आउटपुट सौर विकिरण की तीव्रता और सौर सेल मॉड्यूल के तापमान (चिप तापमान) के साथ भिन्न होता है। इसके अलावा, सौर सेल मॉड्यूल में बढ़ते करंट के साथ घटते वोल्टेज की विशेषता के कारण, एक इष्टतम ऑपरेटिंग बिंदु मौजूद होता है जो अधिकतम शक्ति प्राप्त कर सकता है। सौर विकिरण की तीव्रता लगातार बदल रही है, और जाहिर तौर पर इष्टतम ऑपरेटिंग बिंदु भी बदल रहा है। इन परिवर्तनों की तुलना में, सौर सेल मॉड्यूल के ऑपरेटिंग बिंदु को अधिकतम पावर बिंदु पर रखते हुए, सिस्टम हमेशा सौर सेल मॉड्यूल से अधिकतम पावर आउटपुट प्राप्त करता है, और इस नियंत्रण को अधिकतम पावर ट्रैकिंग नियंत्रण कहा जाता है। सौर ऊर्जा उत्पादन प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले इनवर्टर की सबसे बड़ी विशेषता अधिकतम पावर प्वाइंट ट्रैकिंग (एमपीपीटी) फ़ंक्शन का समावेश है।
3. ग्रिड का पता लगाना और ग्रिड कनेक्शन फ़ंक्शन
ग्रिड से जुड़े बिजली उत्पादन से पहले, ग्रिड से जुड़े इन्वर्टर को ग्रिड से बिजली लेने, ग्रिड पावर ट्रांसमिशन के वोल्टेज, आवृत्ति, चरण अनुक्रम और अन्य मापदंडों का पता लगाने की आवश्यकता होती है, और फिर अपने स्वयं के बिजली उत्पादन के मापदंडों को समायोजित करने की आवश्यकता होती है। ग्रिड विद्युत पैरामीटर। उसके बाद, ग्रिड से जुड़े बिजली उत्पादन को पूरा किया जा सकता है।
4. शून्य (कम) वोल्टेज राइड थ्रू फ़ंक्शन
जब बिजली प्रणाली दुर्घटनाओं या गड़बड़ी के कारण फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन के ग्रिड कनेक्शन बिंदु पर अस्थायी वोल्टेज गिरावट होती है, तो फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन वोल्टेज ड्रॉप की एक निश्चित सीमा और समय अंतराल के भीतर वियोग के बिना निरंतर संचालन सुनिश्चित कर सकता है।
5. द्वीपीकरण प्रभाव का पता लगाना और नियंत्रण करना
सामान्य बिजली उत्पादन के दौरान, फोटोवोल्टिक ग्रिड से जुड़ी बिजली उत्पादन प्रणाली पावर ग्रिड से जुड़ी होती है और ग्रिड को सक्रिय बिजली पहुंचाती है। हालाँकि, जब ग्रिड बिजली खो देता है, तो फोटोवोल्टिक ग्रिड से जुड़ी बिजली उत्पादन प्रणाली स्थानीय भार से स्वतंत्र रूप से काम करना और संचालित करना जारी रख सकती है, एक घटना जिसे आइलैंडिंग प्रभाव के रूप में जाना जाता है। जब इनवर्टर में आइलैंडिंग होती है, तो यह व्यक्तिगत सुरक्षा, ग्रिड संचालन और स्वयं इन्वर्टर के लिए एक बड़ा सुरक्षा खतरा पैदा करता है। इसलिए, इनवर्टर के लिए ग्रिड कनेक्शन मानक यह निर्धारित करता है कि फोटोवोल्टिक ग्रिड से जुड़े इनवर्टर में आइलैंडिंग डिटेक्शन और नियंत्रण कार्य होने चाहिए।