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熊俊峰:中天昱品1500V集中式高效逆变器创新技术与应用(2)

光伏逆变器  来源:北极星太阳能光伏网(独家)    2016/11/1 10:43:43  我要投稿  

我们中天昱品怎么样做到光伏行业的领跑者呢。我重点从技术角度跟大家进行分享,以上是中国效率的测试标准,中国效率测试实际上是北京鉴衡认证中心认证技术规范《光伏并网逆变器中国效率技术条件》,如何提高逆变器的综合效率,实际上是想办法提高转化效率和MPPT效率。

逆变器转化效率的分析方面,从上面的公式可以看出来,逆变器损耗越小,逆变器的转化效率越高,分别把我们的逆变器损耗进行一个分析,主要是电抗器损耗、IGBT损耗、风机损耗和其他损耗,IGBT损耗占到30%以上。

我们逐一进行分析,如何降低我们电抗器损耗呢,主要是包括两个方面,一方面是我们的磁损,从上面的公式可以看出来,磁损与谐波、磁通密度成正比。降低磁通密度,选择磁通密度更低的磁。降低输出电流,增大额定输出电压值。

上面这个图表可以看出来,磁损与磁通密度成正比,选用磁通密度小的磁芯材料,磁损越小。现在为了降低磁损,采用硅钢片和铁芯达到降低磁损的目的。

另外一方面怎么降低谐波呢,谐波越小,磁损也就越小。我们降低谐波想到一个办法就是采用LCL的方式。

接下来重点分析一下IGBT损耗,我们进一步进行仿真和分析,得到相应的不同的导通损耗的占比,可以看出来导通损耗比较大,导通损耗和输出电流成正比的。

因此,我们通过想办法降低导通损耗来达到降低IGBT损耗的目的。一种方法就是目前主流的,就是说1000V系统向1500V系统发展,我们知道1000V系统里面目前主要是500千瓦,我们的输出电流变化不是很大的,我们容量进行提升了2倍,但是输出的电流实际上增加不是很多,所以说整个一个1500兆的能量需要提高的,可以看出来我们1500V单机要比1500V效率有所提升的。

第二种方式就是拓扑结构的升级,从原来的两电平升级到三电平,我们也知道三电平的拓扑结构整个谐波更低,IGBT的损耗也会更小,以上是我们对于两种模块进行的有效分析。

第三种方法,对于软件算法进行优化,传统所使用的SVPWM的方法,调整之后用DPWM的方式效率提升了0.04%。

另外,降低风机损耗也是必要措施之一,我们采用业界领先的热管散热技术,它比普通的铝型材散热效果好的多。我们发现整个IGBT温升要降低20度,使转化效率得到0.01%的提升。

接着介绍一下我们采用先进的MPPT的优化方式,传统的MPPT是上面的两点法判断,通过两点的电压比较来看,但是传统的观察法面对这样的问题,在跟踪最大功率点附近的能量时造成振荡,造成能量损失,我们怎么解决这种在MPPT附近的能量损失呢,最有效的方法肯定是减小步长,但是步长减小跟踪速度就会降低。

于是就衍生了一种MPPT的优化方式,利用光照复杂的变化引起扰乱观察法引起误判,用我们的方法消除误判,MPPT的效率提升0.1%到0.2%。这使得我们逆变器最高转化效率达到99%,最终中国效率达到98.48%。

最后,简单总结一下如何来实现高效逆变器的几大类措施。

一个方面是低损耗磁芯的应用,当然成本方面也有优势,达到科学降本的目的。

第二个方面高电压大容量的电站型逆变器发展趋势。像我们电压从1000V到1500V的升级。

第三个就是多电平技术应用。从两电平到三电平的发展是一个必然趋势。

第四个方面就是低损耗IGBT器件应用。

第五个方面就是功率预测控制加入MPPT算法。

我的汇报结束,非常感谢北极星提供这样一个平台给各位光伏同仁交流合作,感谢各位同行朋友对中天科技的支持和关注!谢谢!

投稿联系:陈女士 13693626116   QQ: 1831213786
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