500KW
光伏逆變器,就
IGBT模塊而言,根據(jù)逆變器的拓撲有多種選擇,每一種方案都有優(yōu)缺點,總結(jié)起來分為四種,單個
IGBT模塊,
IGBT模塊并聯(lián),多個逆變橋并聯(lián),IPM模塊(Semikron Skiip系列)。
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單個模塊方案主要有單管FZ2400R12HP4*6及半橋模塊CM2500DY-24S*3 ,優(yōu)點是電路簡單,結(jié)構(gòu)設(shè)計方便,體積較少,功率密度大,電氣上不存在IGBT均流和逆變橋均流等問題,驅(qū)動芯片只有3組;缺點是IGBT價格比較貴,熱源比較集中,如果對散熱溫度要求較高,要采用水冷散熱器或者加熱管的散熱器才能達到要求,成本比較高,只有一個電感和濾波電容,在低功率時,THD比較大,總體發(fā)電量比較低。
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分為兩個250KW的逆變橋并聯(lián),每一相只有一個功率器件,500K逆變器選用FF1400R12IP4,直流電經(jīng)過逆變,各自接一個LC濾波,交流接觸器,再匯流進電網(wǎng),每一個逆變橋可以單獨控制,當(dāng)輸入功率不足45%時,可以關(guān)閉其中一個,歐洲效率比較高,低載時THD比較小,整體發(fā)電量提高,在陰雨天太陽輻照度低時也能發(fā)電,逆變橋并聯(lián)需要考慮逆變橋之間均流,主要靠軟件實現(xiàn)。
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是IGBT并聯(lián)方案,每一個橋臂用兩個IGBT并聯(lián),逆變器只用一組LC濾波器,這種方式總成本稍低,功率密度大,缺點是存在IGBT均流,在多個IGBT并聯(lián)使用時,由于功率器件不一致,IGBT驅(qū)動電路也不一定特性能保持一致,加上電路布局等的影響,會引起流過各并聯(lián)IGBT的電流不均衡,電流大的器件有可能由于過熱而損壞。在實際應(yīng)用中,要采取以下措施:要使用同一批次的器件,減少器件參數(shù)的不一致性,改善靜態(tài)均流的效果;共用一路驅(qū)動電路,提高器件參數(shù)的一致性,改善動態(tài)均流。Semikron Skiip系列內(nèi)部也是IGBT模塊并聯(lián),集成度高,但不利于維護。
500KW光伏逆變器單個IGBT模塊方案
500KW光伏逆變器兩個IGBT模塊并聯(lián)方案
500KW光伏逆變器兩個250KW逆變器并聯(lián)方案
500KW光伏逆變器多個逆變器并聯(lián)方案
500KW光伏逆變器多個IGBT模塊并聯(lián)方案
IGBT并聯(lián)和逆變橋并聯(lián)比較
(1) 效率比較:最大效率IGBT并聯(lián)方案高,歐洲效率逆變橋并聯(lián)方案高?偘l(fā)電量逆變橋并聯(lián)高。
(2) 控制方法:IGBT并聯(lián)需要6組PWM,逆變橋并聯(lián)需要12組PWM。
(3) 均流:IGBT并聯(lián)要考慮器件之間均流,主要靠硬件實現(xiàn),成本較高,逆變橋并聯(lián)需要考慮逆變橋之間均流,主要靠軟件實現(xiàn)。
(4) 可移植性:IGBT并聯(lián)250K,500K,750K不能移植,需要重新開發(fā),逆變橋并聯(lián)可以植移,逆變橋可以共用。
(5) 結(jié)構(gòu) :IGBT并聯(lián)需要3個散熱器,三相之間距離較長不對稱,成本稍低;模組并聯(lián)需要6個散熱器,三相之間距離較短對稱性好,成本稍高。降額設(shè)計的依據(jù)
500KW系統(tǒng)方 |
IGBT模塊 |
價格 |
散熱 |
均流 |
發(fā)電量 |
效率 |
體積 |
可靠性 |
壽命 |
無并聯(lián) |
FZ2400R12HP4*6 |
高 |
風(fēng)冷/水冷 |
無 |
中 |
中 |
小 |
高 |
中 |
無并聯(lián) |
CM2500DY-24S*3 |
中 |
風(fēng)冷 |
無 |
中 |
中 |
小 |
高 |
中 |
IGBT并聯(lián) |
FF1400R12IP4*6 |
中 |
風(fēng)冷 |
無/有 |
中 |
中 |
中 |
中 |
中 |
IGBT并聯(lián) |
FF600R12ME4*12 |
低 |
風(fēng)冷 |
無/有 |
中 |
中 |
中 |
中 |
中 |
IGBT并聯(lián) |
FF450R12ME4*18 |
低 |
風(fēng)冷 |
無/有 |
中 |
中 |
中 |
中 |
中 |
逆變橋并聯(lián) |
FF1400R12IP4*6 |
高 |
風(fēng)冷 |
無 |
高 |
高 |
大 |
高 |
高 |
IPM模塊 |
SKiiP2403GB122-4DW |
高 |
風(fēng)冷 |
無 |
高 |
高 |
中 |
中 |
高 |