光伏领域的朋友对微型逆变器并不陌生。而CC2340,对大家而言则都是陌生的主。它是何方神仙?和微型逆变器能有什么关系?你还说它可能引领微型逆变器的下一个时代?不急,我们一起来看看。
在全球为双碳愿景努力以及俄乌战争带来的欧洲化石能源危机的当下,分布式光伏发电以其供应绿色能源和增强电网韧性的特点越来越为新能源界所看重,也越来越受到各国管理当局的欢迎和鼓励。自本世纪初微型逆变器出现以来,几经发展,它已成为发达地区分布式光伏发电领域不可或缺的组成部分,它不但能提高光伏模组在现场实际工作中的转换效率,还能很大程度上提高整个发电系统的安全性和稳定性。预计2023年全球微型逆变器出货量将达13.39GW,且未来五年将保持年化70%的增长率。当前光伏微型逆变器的通信方式有两种,一种是采用电缆连接通信,另一种是无线通信方法(主要是ZigBee技术)。无线方式由于安装便捷,且具有天然的电隔离效果,安全性也更高,因而已经成为市场的发展趋势。新技术的大规模应用,除了它能解决我们的问题外,还需要能带来足够的性价比优势,降低应用推广的入门成本。而CC2340这款德州仪器(Texas Instrument)推出的支持Zigbee的无线通信芯片,恰恰是为这一新趋势应运而生。而这点,可能是其开发者TI也未意识到的。为什么呢?客官您继续往下看。
ZigBee是一种低速率的短距离无线通信技术,其最大的特点就是天然支持MESH组网,使得其稳定性和组网能力十分出色。此外,ZigBee的本地化部署给应对各种特殊情况带来了良好的稳定性。以ZigBee为基础的产品能够在微型逆变器系统中完成工作,并且具有较高的稳定性和组网能力。微型逆变器适用于户用或小型工商业系统,非常适合使用ZigBee组网。
图 1 微型逆变器
TI在ZigBee领域早有布局。它的CC2530、CC265x都有得到广泛应用。而TI新推出的CC2340则在性价比方面做到了碾轧优势。该SoC以4x4 RGE QFN24 和5x5 RKP QFN40 两种封装出品,带48MHz MCU,待机功耗710 nA,休眠功耗150nA,接收电流5.3mA, 最高发射功率+8dbm 情况下,发射电流小于11mA。这些性能,相比之前世代的芯片都有大幅提高。在此情况下,TI发布的起始价格仅为0.79美元。采用TI CC2340势必提高微型逆变器的无线通信性能并有效降低方案的终端成本,为厂商打造足够的竞争优势。下表是TI CC2340、CC2530和CC265x Soc的参数对比。
表 TI 2340、CC2530和CC265x SoC对比
微型逆变器系统中,每块组件都有独立的MPPT,组件之间的发电互不影响,可以实现对每块组件的控制,即组件级控制,通过智能运维系统,可以查看每一块组件的位置及发电情况等信息,可以更快、更精准地定位故障问题。
微型逆变器系统采用ZigBee无线通讯方式,能量通信器ECU和微型逆变器内置ZigBee模块,实现网络自愈、多级跳转、优化路径通讯。通过ZigBee MESH网状网络,能量通信器ECU负责收集和传输微逆变器发电数据。数据可以通过有线/Wi-Fi/4G网关接入因特网上传到云平台,用户可以通过电脑或者手机等终端设备随时随地查看系统的发电情况,实现实时监控、智能告警、统计分析、远程升级控制等。MESH网络拓扑具有灵活的通讯模式,当其中一个逆变器出现问题,数据也可以沿着其他的逆变器或者直接与能量通信器ECU自动进行传输,不会因一台逆变器的通讯问题而影响整个系统的通讯。每台ECU可监控上百台逆变器,微型逆变器之间具有无线信号中继功能,可以接力传输通讯信息,整个系统组网搭建成一个MESH 自组网,传输速度更快更稳定。
图 2 微型逆变器系统ZigBee组网
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