Hur kan man förbättra effektiviteten och kraftgenereringen av solcellsväxelriktare?

Vikten av fotovoltaisk inverterkonverteringseffektivitet

Det är mycket viktigt att förbättra konverteringseffektiviteten förfotovoltaiska växelriktare . Om vi ​​till exempel ökar omvandlingseffektiviteten med 1 % kan en 500KW-växelriktare generera nästan 20 kilowattimmar till el varje dag under i genomsnitt fyra timmar. Den kan generera nästan 7 300 fler kilowattimmar el per år och 73 000 fler kilowattimmar el på tio år, vilket motsvarar elproduktionen från en 5KW-växelriktare. På så sätt kan kunderna spara ett kraftverk med en 5KW växelriktare, så för att förbättra kundernas I bästa intresse måste vi öka konverteringseffektiviteten för växelriktaren så mycket som möjligt.

Faktorer som påverkar fotovoltaisk växelriktares effektivitet

Det enda sättet att förbättra växelriktarens effektivitet är att minska förlusterna. De huvudsakliga förlusterna av växelriktaren kommer från strömkopplingsrör som IGBT och MOSFET, såväl som magnetiska enheter som transformatorer och induktorer. Förlusterna är relaterade till komponenternas ström och spänning och processen för de valda materialen. Det finns relationer. Förlusterna av IGBT är främst ledningsförluster och kopplingsförluster. Ledningsförlusten är relaterad till enhetens inre resistans och den passerande strömmen. Omkopplingsförlusten är relaterad till enhetens switchfrekvens och den DC-spänning som enheten tål.

Induktorns förluster inkluderar huvudsakligen kopparförlust och järnförlust. Kopparförlust avser förlusten som orsakas av resistansen hos induktorspolen. När strömmen passerar genom spolmotståndet och värms upp kommer en del av den elektriska energin att omvandlas till värmeenergi och gå förlorad. Eftersom spolen vanligtvis är gjord av isolerad koppartråd är den lindad, så det kallas kopparförlust. Kopparförlust kan beräknas genom att mäta transformatorns kortslutningsimpedans. Järnförlust inkluderar två aspekter: en är hysteresförlust och den andra är virvelströmsförlust. Järnförlust kan beräknas genom att mäta transformatorns tomgångsström.

Hur kan man förbättra effektiviteten hos fotovoltaisk växelriktare?

Det finns för närvarande tre tekniska vägar: en är att använda styrmetoder såsom rymdvektorpulsbreddsmodulering för att minska förlusterna; den andra är att använda komponenter i kiselkarbidmaterial för att minska det interna motståndet hos kraftenheter; den tredje är att använda tre-nivåer, fem-nivåer och andra flernivåer Platt elektrisk topologi och mjuk omkopplingsteknik minskar spänningen över kraftenheten och minskar omkopplingsfrekvensen för kraftenheten.

1. Spänningsrymdsvektorns pulsbreddsmodulering

Det är en helt digital styrmetod med fördelarna med högt DC-spänningsutnyttjande och enkel kontroll, och används ofta i växelriktare. DC-spänningsutnyttjandegraden är hög, och en lägre DC-bussspänning kan användas under samma utspänning, vilket minskar spänningsspänningen hos strömbrytarenheten, kopplingsförlusten på enheten är mindre och omvandlarens omvandlingseffektivitet förbättras i viss mån. förbättring. I rymdvektorsyntes finns det en mängd olika vektorsekvenskombinationsmetoder. Genom olika kombinationer och sekvensering kan effekten av att reducera antalet omkopplingstider för effektenheter erhållas, varigenom omkopplingsförlusterna för växelriktareffektenheterna ytterligare reduceras.

2. Komponenter som använder kiselkarbidmaterial

Motståndet per ytenhet för kiselkarbidenheter är bara en procent av det för kiselenheter. Tillståndsmotståndet för kraftenheter som IGBT tillverkade av kiselkarbidmaterial reduceras till en tiondel av vanliga kiselenheter. Kiselkarbidteknik kan effektivt reducera Diodens omvända återställningsström är liten, vilket kan minska kopplingsförlusterna på kraftenheten, och strömkapaciteten som krävs av huvudströmbrytaren kan också minskas i enlighet därmed. Därför är det bästa sättet att förbättra växelriktarens effektivitet att använda kiselkarbiddioder som antiparallella dioder i huvudströmbrytaren. sätt. Jämfört med traditionella antiparallella kiseldioder med snabb återhämtning, efter användning av antiparallelldioder av kiselkarbid, reduceras diodens omvända återställningsström avsevärt och den totala omvandlingseffektiviteten kan förbättras med 1 %. Efter att ha använt snabb IGBT accelereras omkopplingshastigheten och omvandlingseffektiviteten för hela maskinen kan förbättras med 2 %. När SiC antiparallella dioder kombineras med snabba IGBT:er kommer växelriktarens effektivitet att förbättras ytterligare.

3. Mjuk omkoppling och flernivåteknik

Mjuk kopplingsteknik använder principen om resonans för att få strömmen eller spänningen i kopplingsanordningen att ändra sinusformigt eller kvasi-sinusformigt. När strömmen naturligt passerar noll stängs enheten av; när spänningen naturligt passerar noll slås enheten på. Detta minskar kopplingsförlusterna och löser i hög grad problem som induktiv avstängning och kapacitiv tillslagning. När spänningen över kopplingsröret eller strömmen som flyter genom kopplingsröret är noll, slås den på eller av, så att det inte blir någon kopplingsförlust i kopplingsröret. Jämfört med den traditionella tvånivåstrukturen ökar uteffekten från trenivåväxelriktaren nollnivån och spänningsspänningen på kraftenheten halveras. På grund av denna fördel kan växelriktaren vid samma omkopplingsfrekvens använda en mindre utgångsfilterinduktor än tvånivåstrukturen, och induktorförlusten, kostnaden och volymen kan effektivt reduceras; och vid samma övertonsinnehåll, kan växelriktaren använda en lägre kopplingsfrekvens än tvånivåstrukturen, enhetens kopplingsförlust är mindre och växelriktarens omvandlingseffektivitet förbättras.