登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
如何通过可靠性的工程技术设计出一款高品质的光伏逆变器?可靠性工程技术是提高产品在整个寿命周期内可靠性的一门工程技术,光伏逆变器产品研制过程中,可以依托可靠性工程技术的设计原则和方法,从源头上提升产品的可靠性指标,保障光伏逆变器的产品质量。可靠性工程技术的原则和方法有很多,包括冗余设计和容错设计等。系统热设计、系统防护设计、可靠性模型设计。可靠性中的系统热设计为什么重要?逆变器必然要用到的关键元器件包括直流侧电流、交流侧电流、IGBT。元器件厂家提供的技术参数中,可以非常明确地看到每个器件的寿命和温度呈现非常明显的相关性,是非线性的关系,温度升高十度,寿命会降低一半。IGBT器件厂家会给出温度和寿命曲线,随着温度的增加,IGBT的循环寿命会有指数级的下降,元器件怕热,而且可靠性和寿命随着温度的变化有明显变化。我们在产品设计过程中,需要花很大精力把热设计好。
上能电气股份有限公司总工程师赵龙
热设计的方法。随着逆变器功率损耗的不同,通常有不同的散热设计方法,一台一百千瓦的逆变器如果效率是99,那发热损耗就是剩下的1%。通常热损耗小于一千瓦的逆变器,通常对应在60-70千瓦的功率。设备满载运行时发热功率在一千瓦左右,发热功率小时可以考虑采用自然散热的方法。自然散热的优点非常明显,可以提升可靠性;自然散热的缺点是散热能力差,随着功耗越来越大时会发现自然散热器重量会越来越重,而散热能力会越来越没有优势。增加到五十千瓦时,发热千瓦对应到一千瓦到2.5兆瓦,就要采用强制的散热方式。相比自然散热,强制风冷散热的能力更强,可以进一步降低元器件的温升,温升降低以后器件的寿命会有显著提升。但问题在于增加风机带来防沙尘的问题。当热损耗超过50千瓦时,通常对2.5兆瓦以上的产品,一定程度可以考虑水暖散热。相对风冷散热,液冷散热可以降低温升,很多交换器会因此增加成本和故障。
系统防护设计。光伏逆变器应用的场景非常复杂,包括沙漠、水面、潮湿的环境。对逆变器的关键元器件造成很大的影响,包括沙尘和凝露和潮湿对元器件造成寿命和可靠性的影响。我们在设计过程中必须关注防护设计,防护设计和热设计是天生的一对冤家互相矛盾存在。如何很好地调节矛盾?逆变器的设计中有不同的方案来解决平衡问题,每种方案都有自己的特点。散热采用无风扇自然对流,机箱采用高防护等级的设计。通过自然对流散热有风扇问题,对于一台逆变器里面95%以上的发热功耗来源全部是来源于电扇,电路把继电器开关和接受器产生的损耗微乎其微,我们在热设计时只需要把IGBT想办法散出去,其它的散热压力会小很多。自然对流的方式可以看到发热器件在密封的环境,依然有5%左右的功耗不是来源于IGBT。包括电路板上的设备,它也产生了一定热量,而这些热量是没有办法通过散热器找到办法。密封的箱体带来的好处,沙尘不会进来,但问题是热会很难跑出去。风吹到机箱内部,包括IGBT和电路板没有任何区分对待,它的散热风力不集中,怕热的器件和发热的器件可以明显的区分开,如果没有风道没有区别处理,需要散热的器件不能集中得到器件。而怕灰尘的器件,在风流通的过程中又大量带来沙尘。目前在光伏逆变器,尤其是大功率的光伏逆变器中,主流采用的方案通常是通道分舱设计的方案,大型逆变器主流的风暴分舱设计,在这样的系统中,我们把散热器和电抗器发热的器件独立到分舱内部,而强大的散热气流吹过散热器和变压器。散热器不怕灰,95%的热是在这个风道内。机舱剩下电路板、开关接受器这些不发热的器件,针对这些器件我们一般不需要额外从外面引入大的气流进行散热。进来的气流不多,沙尘自然也不多,可以非常好地解决防尘和散热的矛盾。随着未来进一步对防尘能力要求的提升,也会出现一些新的解决方案,通过通风换热器,机舱内通道进行绕流,热量转到换热器的表面。未来相信会有这种解决方案在逆变器产品中进行应用。
可靠性模型设计。可靠性模型设计的理解,有助于对系统的可靠性进行定性和定量的计算与评判。也有助于用户基于可靠性模型的理解,评价逆变器在系统应用中的可靠性情况。什么是可靠性模型?为了预计和估算产品的可靠性建立的可靠性框图和数学模型,有两个参数必须要了解,失效率——光伏逆变器用户关注的重要数据,在规定的条件下和规定的时间内,产品失效数和总数之比;另外一点是MTBF平均故障间隔时间。讲清楚两个模型再看任何一个元器件,可以放大到任何一个功率单元,一个器件的失效率对应着器件的质量,它工作在什么样的环境下,承受什么样的电压应力。器件如果用了很好的产品,又有非常好的电压和电流,工作环境不过于恶劣,它的失效率会相对较低。任何一个产品总的失效率相当于所有元器件的失效率之和。
任何一台逆变器都有很多功能单元组成,每一个组件都是有很多元器件组成。假设任何一个功能单元失效或整台逆变器的功能都失效,我们则认为它是可靠性的串联,是所有控制单元、监控单元和辅助电源串联在一起的失效率,元器件越多,失效率越高。如果系统中任何一个功能单元失效后,逆变器的功能还会存在,我认为可能是一个并联的结构。任何一个辅助电源系统还可以进行并联,并联以后的故障率会降低,但不会低那么多。
设计上需要关注的要点。简化系统,减少元器件总数量。采用元器件少的电站故障率会低。设计逆变器也一样,我们希望元器件总数尽可能少,失效率会降低。尽可能少选用基本失效率高的器件,尽可能选择高品质的元器件,让它工作在良好的环境温度中,不承受过大的电压和电流应力。当我们不可避免地会有一些关键的功能单元,而它的失效率比较高时,在设计中采用冗余设计。风扇是一个高失效率的器件,包括辅助电源。辅助电源出问题,逆变器的功能会丧失,采用辅助电源的冗余设计,任何一个出现故障系统都可以正常工作。如果依然会有很多失效率较高的器件,重要的单元无法全部通过冗余解决问题,采用预防性的维护设计,降低故障后的影响,甚至在故障之前进行预判。
预防性维护设计本质上已经超出产品可靠性,它在产品可用性范畴里的概念。可用性是投入使用后实际使用的效能、是产品的可靠性、可维护性和维护支持性的综合特性。产品的开发过程中,一方面也充分运用可靠性工程技术来提高整体的可靠性指标,也采用了一些新的技术,让光伏逆变器实现可维护性设计,整体上提升产品的可用性。关键器件的故障预判,整机电性能的故障预判和光伏发电器的故障预判,通过一些新的技术可以让逆变器在工作过程中是不是监测到电容的容量,当电容的容量低于额定值80%时,通常意味着电容进入可靠性的生命周期尾声,再使用面临爆炸,要发出预防性的警告。逆变器内部的滤波器和IGBT等,我们有控制舱,设备内部埋入超过30个温度传感器监测断路器的温度,我们检测CPU所在的控制舱。当任何一个舱室的温度出现异常,我们会发现异常会进行报警,不会给用户造成发电量的损失。我们监测逆变器的输入输出功率,发热损耗一旦异常会停机发出预警。
逆变器是并网运行的设备,如果你没有任何的侦测手段,那逆变器内部的滤波器会异常发热。我们有相关的手段,对电网之间的异常谐波电流进行监测,一旦有异常会发出警告。我们要和光伏组件进行紧密配合,提供系统级的预防维护和设计,监测的侦测曲线、PV曲线,发现异常报警,帮助用户提前发现问题。要提高产品的质量,细节决定成败。目前光伏逆变器技术越来越成熟的今天,如何让未来进一步提升逆变器的品质,离不开的对每个细节的持续不断创新。
(发言为现场速记整理,未经嘉宾审核)
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
2023年11月9日,中国光伏行业协会在广东珠海举办了“2023光伏行业技术百人会”主题论坛,旨在推动行业技术交流与合作,为行业技术发展带来新的思路与方向,助力加速技术创新与产业发展。“百人会”邀请了我国百余位光伏企业技术带头人及高校和研究所知名专家,共同探讨光伏产业链各环节关键技术发展。
2023年10月16日-19日,2023北京国际风能大会暨展览会(CWP2023)在北京如约召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京,聚焦中国能源革命的未来。本届大会以“构筑全球稳定供应链共建能源转型新未来”为主题,将历时四天
7月3日松下能源首席技术官渡边庄一郎接受采访表示,公司需要再建大约四座工厂,以实现到2031年大幅提高电动汽车电池年产能的计划。他没有提及具体地点、时间框架或投资规模。松下能源此前在5月表示,目标到2031年初将电动车电池的年产能扩大至200吉瓦时,比截至今年3月的水平高出4倍左右。该公司在美国
据一道新能官方平台公布,近日,中国N型高效光伏电池技术领军人物宋登元博士正式宣布加入一道新能。据悉,宋登元博士将担任公司一道新能首席技术官(CTO)全面负责公司研发工作,以及N型高效电池、组件的技术提升和生产工艺管理,宋登元博士原为中国英利集团首席技术官(CTO),毕业于澳大利亚新南威尔
随着182、210高功率组件渐成时代主流,如何与高功率组件实现“双剑合璧”,更好地发挥自身优势并持续降本增效,已成为其他系统设备企业关注的重点。在此当中,作为高功率组件的“黄金搭档”,光伏跟踪系统的设计针对组件功率的变化亟需进行改变。
为更好地帮助企业把脉行业发展新方向,探索行业发展新动能,12月9-10日,2020中国光伏行业协会年度大会在浙江省义乌市隆重召开。江苏中信博新能源科技股份有限公司(简称“中信博”,英文名:ArctechSolar,股票代码:688408)首席技术官王士涛出席了本届大会,并在“产业化技术发展与应用论坛”上发表
日前,国际电工委员会全球可再生能源设备认证体系(IECRE)管理委员会(REMC)SG453工作组正式任命江苏中信博新能源科技股份有限公司(英文ArctechSolar,以下简称:中信博)CTO王士涛为IECRE/REMCSG453的召集人。中信博CTO王士涛当选IECRE/REMCSG453工作组召集人作为IEC四大合格评定体系之一,国际电工
为解决产业链难题,探索海上风电实现平价的路径,由中国海洋工程咨询协会海上风电分会、中国南方电网有限责任公司、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、中国长江三峡集团有限公司、新疆金风科技股份有限公司等单位共同主办的“2020中国海上风电工程技术大会”,于2020年12月4日至6日在北京望京昆
2020年9月22日,中国提出碳中和目标,被国际社会视为全球应对气候变化方面“过去十年里最大的一条新闻”。风电行业更是倍感振奋,历史性的发展机遇期近在眼前。然而,要想真正助推重大国家战略的落地,当前业界还必须进一步增强自身的竞争力,顺利迈过平价上网这道“门槛”。2021年,风电行业全面实现
可再生能源目前在世界三分之二的地区是最便宜的电力来源,尽管新型冠状病毒肺炎疫情带来了短期的不确定性,但能源转型仍处于一个新阶段:更高的可再生能源渗透率、更快的电气化进程和新兴市场正在为维斯塔斯的技术、制造和解决方案创造新的和日益增长的需求。为了在新阶段领导维斯塔斯的技术开发,我们
第十三届(2019)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)论坛在沪火热进行中。6月4日光伏前沿技术主题论坛上,阿特斯中国区CTO邢国强对光伏量产技术的进步和挑战问题进行了演讲。以下为发言实录:邢国强:今天非常高兴能够来到这里,来给大家做一个分享。我今天早上唯一一个从制造商的角度做介绍,我会跟大
4月26日,中国电力建设新疆和田800MW光伏项目集中式逆变器采购结果公布,中标人为阳光电源(首选),科士达(备选)。
4月25日,由华为数字能源举办的“2024智能光伏设计研讨会”在东莞成功召开,作为国内光伏行业重大盛会之一,现场人气爆棚,气氛热烈。来自中国电力科学研究院、中国能源建设集团、中国电力建设集团、行业龙头企业代表、设计专家共聚一堂,研讨产业前沿问题,探索行业技术突破,分享智能光伏系统设计方
4月24日,三峡集团2024年光伏逆变器框架集中采购(第一批次)中标结果公布,中标企业有3家,来自于中建材信云智联科技有限公司、特变电工新疆新能源股份有限公司、深圳市禾望科技有限公司。标段1中标企业是中建材信云智联科技有限公司,备选企业特变电工;标段2中标企业有特变电工新疆新能源股份有限公司
北极星储能网获悉,艾罗能源4月24日在回复投资者提问时表示,公司加大了新产品的研发力度,开发适用于工商业储能的大功率储能逆变器(50kW以上)和大容量储能电池(100度电以上),预计2024年将陆续推向市场。
4月24日,深能疏勒2000MW光储一体化项目二期500MW工程组串式逆变器采购候选人公布,第1中标候选人喀什兆恒清洁能源有限公司,第2中标候选人东方日立(成都)电控设备有限公司,第3中标候选人浙江日风电气股份有限公司。根据招标公告,本次招标为深圳能源疏勒县200万千瓦光储一体化项目二期50万千瓦工程组
4月23日,中国电力建设闻喜县郭家庄镇100MW光伏发电项目逆变器采购项目成交结果公布,中标企业浙江日风电气股份有限公司。
4月23日,昱能科技发布2023年全年业绩报告。报告显示,2023年公司实现营业收入14.20亿元,较上年同期增长6.11%;实现归属于上市公司股东的净利润2.20亿元,较上年同期减少38.92%。受光伏行业阶段性产能过剩及高库存影响,报告期内公司逆变器销售受到一定的影响,而国内市场工商业储能产品实现了零的突
4月15日,中瓴星能2024年度第一批800MW组串式并网逆变器集中采购中标候选人公布,中标候选人第1名爱士惟、中标候选人第2名阳光电源、中标候选人第3名固德威、中标候选人第4名科士达。本次拟招标组串式并网逆变器(以下简称“逆变器”)共800MW,主要满足招标人全国区域户用及工商业分布式光伏项目建设需
先导智能4月19日在投资者互动平台表示,公司在储能领域的业务及产品主要涉及储能电芯制造、集装箱储能、储能逆变器等。截至目前,先导智能已累计获得超过300GWh储能整线订单,并已实现100GWh订单的如期交付。
4月15日,三峡集团2024年光伏逆变器框架集中采购(第一批次)中标候选人公布,入围企业有5家,来自于中建材信云智联科技有限公司、特变电工新疆新能源股份有限公司、深圳市禾望科技有限公司、阳光电源股份有限公司、科华数据股份有限公司。标段1入围企业有中建材信云智联科技有限公司、特变电工新疆新能
早些时间,山西中铝华润有限公司分布式发电光伏12.86MW项目并网发电,使用的正泰电源320kW组串式逆变器。山西中铝华润有限公司是由两家央企和两家省属国企共同出资组建,由中铝股份控股的现代化电解铝企业。自成立以来,山西中铝华润坚持绿色安全发展理念,落实环保政策,同时不断加大在新能源的开发、
4月25日,京能集团发布了浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包招标文件招标公告,项目位于山东省大同市,本次招标其中的浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包。浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包招标文件招标公告项目所在地区:山西省大同市一、招标
4月26日,电投能源发布公告称,根据当前户用光伏项目政策要求及项目实际情况,拟终止通辽市通电新能源公司国家电投花吐古拉镇综合智慧能源项目户用光伏项目和山东那仁太新能源有限公司山东100MW户用光伏项目。具体来看,通辽市通电新能源公司承建的国家电投花吐古拉镇综合智慧能源项目户用光伏项目包含
4月24日,新能源云平台公布2024年第四批可再生能源发电补贴项目清单的报告,报告指出,此次纳入2024年第四批可再生能源发电补贴清单的项目共727个,核准/备案容量3715.2兆瓦,其中:集中式发电项目77个、核准/备案容量3582.5兆瓦,分布式发电项目650个、核准/备案容量132.7兆瓦。此次变更可再生能源发
2024年1-3月,全省发电量248.1亿千瓦时,同比增长7.6%。其中:水电76.2亿千瓦时,同比增长3.2%;火电45.4亿千瓦时,同比减少11.2%;太阳能84.4亿千瓦时,同比增长25.7%;风电42.1亿千瓦时,同比增长9.3%。2024年1-3月,全社会用电量276亿千瓦时,同比增长9.9%。其中:第一产业用电量0.3亿千瓦时,同比减
4月23日,舞钢市人民政府关于印发舞钢市“十四五”生态环境保护和生态经济发展规划的通知,通知指出,加强太阳能与风能资源开发利用,积极推进国电投(天津)分布式能源有限公司100MW风电场项目、舞钢中加矿业25MW光伏发电项目、华润电力舞钢祥云40MW风电、河南交建尹集分散式风电场、金旭新能源技术有
近日,由中国电建所属华东院总承包的嘉兴联合污水厂光伏发电项目实现全容量并网发电,为这座已投运20余年的污水厂注入绿色发展新动能,也为“光伏+污水治理”的发展模式提供工程样板。嘉兴市联合污水处理厂,是浙江省第三大污水处理厂,承担着嘉兴市域(除桐乡、海宁)范围内工业、生活污水的收集、输
4月19日,广东省通信管理局发布《关于推进广东省信息通信行业新型储能高质量发展的通知》。通知提到,支持5G基站新型储能积极参与电网需求侧响应交易和辅助服务市场,助力新型电力系统建设。对具备建设光伏条件的5G基站场地,同步建设分布式光伏系统,打造一批“零碳”5G基站示范标杆,为信息通信行业
地球孕育众生,滋养万物承载着我们一切的梦想和希望今天是世界地球日和英利发展一起留住视界绿景,守护蓝色星球矢志不渝,笃行不殆让地球绿意盎然让世界光芒万丈让生活更美好
一直以来,锦浪致力于清洁能源的科技创新让每一束阳光尽其所能与每一个生灵同感共鸣锦浪全新一代大功率地面光伏逆变器G6-GU320K-EHV高功率下,亦见强大为保护地球家园贡献力量
4月22日,国家能源局2023年法治政府建设年度报告。根据报告,2024年法治政府建设的重点任务包括:扎实推进能源立法。配合做好能源法立法审议工作,开展能源法出台配套法规和政策预研,为能源法顺利实施营造良好的法治环境。推动将电力法修订列为优先立法事项。积极推进可再生能源法、煤炭法、石油储备
消纳、土地、电价等多重压力下,2024年的光伏电站投资似乎仍是狂飙节奏。国家能源局数据显示,前两个月,光伏电站新增发电装机容量36.72GW,同比增长80%。由此,设备招标市场连续创下新高。据北极星统计公开信息,今年第一季度组件招标规模超过150GW。其中,电力央企无疑仍是招标大户,中国电建第一季
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!