125kW户外型光伏并网逆变器前后箱体隔离和独立风道设计

125kW户外型光伏并网逆变器要求能够满足IP54的防护等级,并能够直接户外使用。大功率的光伏并网发电设备均是发热量大的设备,要求整机具有良好的排风散热功能,才能够保证设备内部元器件长期安全稳定和可靠运行。125kW光伏并网逆变器采用了前后箱体相互隔离的结构设计,前箱体是一个密闭的箱体,后箱体是能够与外界进行空气交换的箱体。将发热量大和抗污染等级高的元器件放置在后箱体中,能够及时将设备运行中产生的热量排出到设备外部;发热量小和抗污染等级低的元器件放置在前箱体内,采用内部对流的方式使少量的热量不堆积。前后箱体产生的热量便可相互独立并互不干扰,后箱体中大的热量通过独立的风道排放到户外,前箱体中少量的热量通过内部对流并不堆积。保证整机IP54的防护等级要求和内部元器件排风散热的要求,使得整机户外使用中长期运行稳定和可靠,保证元器件的寿命。     

100kW 户外型光伏并网逆变器机柜布局设计

100kW户外型光伏并网逆变器是针对日本市场开发的一款大功率逆变器,日本市场各行业对产品要求严格,对户外型光伏并网逆变器的要求尤为如此。100kW户外型光伏并网逆变器要求满足IP45的防护等级,即要求满足户外使用环境,并采用强迫风冷散热,使得设备运行时内部元器件长期安全可靠运行。逆变器采用前后箱体相互隔离的结构设计,前箱体是一个密闭的箱体,后箱体是能够与外界进行空气交换的箱体。整机自上而下由柜顶、柜体和底座3个组成部分。逆变器要求直接户外使用,需要满足严酷的户外使用要求,故要对逆变器的箱体布局、柜顶、盖板和进出风口的百叶窗等进行特殊设计。既要保证整机IP45的防护等级,又要确保内部元器件排风散热要求,使得设备长期户外使用中运行稳定可靠,保证内部元器件和整机设备的寿命要求。     

小功率户外型光伏并网逆变器的防水及风道设计

针对光伏并网逆变器户外安装既要解决防水问题,又要满足产品热设计的要求,特别设计了上、下双层独立密封及转90度风道的特殊结构;将弱电控制电路与强电主电路相互隔离,对发热器件采用强迫风冷的方式解决散热问题。目前,这种结构方式已获得成功应用。     

1MW光伏并网移动房排风散热设计

1MW光伏并网移动房是专为光伏逆变器并网发电而设计的专用机房,移动房的排风散热设计是保证移动房顺利运行的保障,更是保证移动房内部逆变器等设备长期安全可靠运行的保障。移动房排风散热设计的同时,必须兼顾防水、防尘和防沙设计,同时又要求移动房本身具有一定的隔热保温性能。1MW光伏并网移动房的风道设计,应结合光伏并网逆变器自身风道的特点进行设计。相互独立的排风散热设计,既能够使1MW光伏并网移动房具有良好的防水,防尘,防沙和隔热保温性能,又能够使其具有良好的排风散热性能。     

125kW户外型光伏并网逆变器主电路模块化设计

125kW光伏并网逆变器中的主电路模块将三相IGBT集中布置在同1个散热器上,采用1个风机进行散热,同时只采用1组膜电容和1片母线进行模块化设计,并将IGBT驱动板、驱动转接板、DSP板及其转接板和数据采集板均集成在模块化的主电路中,主电路模块化之后,预留出直流输入接口和交流输出接口用于交直流接线,控制线路采用快速插拔结构。模块化设计的主电路模块体积更小更紧凑,安装、拆卸和维护都更为方便,并能够有效降低整机的硬件成本和维护成本。模块的散热效率同时也得到了有效提高,能够为独立的风道设计提供方便。整机运行的稳定性和可靠性均得到提高。     

一种新型高效单相非隔离光伏并网逆变器

研究了一种新型高效、高可靠性的单相非隔离光伏并网逆变器,利用相互独立的2只耦合电感隔离并网输出电压的正负半波,逆变桥拓扑为H6对称结构,使网侧电压与光伏组件安全隔离,能彻底去除高频分量,有效抑制共模电流。新型逆变器每只开关管串联一只隔离二极管,解决了传统电压型全桥逆变器存在桥臂直通的短路问题,不需设置"死区"切换时间,改善了交流侧输出波形质量,提高了逆变器效率。经对3 kW实验样机测试和比对分析,验证了逆变器的性能优于传统H4隔离式全桥拓扑。     

基于封装集成技术的高功率密度碳化硅单相逆变器

针对目前家用光伏系统、电动汽车(EV)和航空航天等领域中对单相逆变器的高功率密度需求,首先提出了一种基于新型碳化硅(SiC)功率模块的高功率密度单相集成逆变器。该单相逆变器采用直流侧并联BoostAPF抑制二次纹波,以此减小直流侧电容;采用高频低损的新型宽禁带SiC器件,将boostAPF和逆变器的开关频率提高到100kHz,显著地减小无源元件的体积。再提出一种新型高功率密度低感全SiC半桥混合封装结构,其尺寸仅为10mm×20.5mm,可以极大地减小杂散电感,显著降低了器件的开关应力、EMI干扰及开关损耗;通过采用直接散热结构,并对散热器及整机热流动进行优化设计,使得装置实现高效散热。最后,基于封装集成技术,研制出一台全数字控制的2kW、功率密度58.8W/in~3、CEC效率高达97.3%及最大效率98.3%的高功率密度单相逆变器。     

基于功率平衡原理的最大功率点算法实现

最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)控制电路及控制方法是提高光伏器件利用效果的有效手段,但是检测光伏器件输出端电压、电流的传感器增加了硬件电路的成本和体积。从功率平衡角度对逆变器工作电流与光伏器件输出功率之间的关系进行分析,结果表明控制系统逆变器的输出电流可实现光伏器件的MPPT控制。由于该方法利用了逆变器并网工作所必需的检测信号,从而避免了对光伏器件输出信号的检测,降低了成本。实验结果验证了该方法的有效性。     

不平衡情况下光伏多电平逆变器的控制策略研究

电网发生不对称故障时,电网电压中存在的负序分量会对光伏并网控制造成影响。为了消除逆变器交流侧电流和直流侧电压的谐波,采用了正、负序独立旋转坐标系的控制方法,做了基于光伏三电平逆变器的电网不平衡情况下的并网控制策略仿真。仿真结果表明采用正、负序独立旋转坐标系的控制方法,逆变器交流侧电流和直流侧电压的谐波得到有效抑制。     

光伏交错反激逆变器解耦控制方法的研究

交流光伏模块将光伏组件与微型逆变器集成为一体,构成一个可直接与电网或负载连接的光伏发电系统模块。微型逆变器独立控制每一个光伏组件,因此受到外部环境条件变化影响小,光伏电池的利用率优于其他光伏并网发电系统结构。首先,介绍了交错式反激逆变器的拓扑结构、工作原理以及并网控制技术;再对3种主动式功率解耦方式及控制方法进行了比较;仿真分析结果表明,3种功率解耦方式能够有效抑制二倍频功率扰动,提高了光伏电池板的效率,可延长电容寿命,但同时增加了设备的体积和成本,逆变效率也会相应下降,电路拓扑和控制都变得复杂。     

计及轻量化设计的多电平光伏逆变器

为满足轻量化设计而直接移除变压器将导致光伏阵列对地的杂散电容存在共模漏电流，给整体系统造成电磁干扰和安全性问题。同时，多电平设计降低了输出电压谐波分量和器件电压应力。鉴于此，提出一种非隔离型共地式多电平光伏逆变器，简言之，该逆变器通过引入新型开关电容网络，得到输入侧负极与输出侧中性点相连接的拓扑结构，理论上可完全消除杂散电容对地的共模漏电流。同时，相较于桥式电路，所提电路输入侧电压利用率高，克服了对其电压等级的依赖和天气条件的限制。此外，提出一种前馈空间矢量调制（FSVM）策略，完成输出变量与波动的电容电压解耦。最后，通过搭建一个220 V/1 kW的实验平台来验证所提方案的正确性和可行性。     

高压变频器散热系统的设计

对6kV, 2.5kW 高压变频器的散热系统进行了研究和设计。提出采用强迫风冷解决变频器的散热问题。在计算出系统各个功率器件发热量的基础上,根据发热量与温升之间的关系,计算出各功率开关器件所需散热器的热阻,选择了合适的散热器,并根据整个系统的发热量和散热器对气流的要求,对风机的选型以及风道的设计进行了探讨,设计了一种前进风后出风,每个散热器都与风腔独立密封连接的抽风方案。试验结果表明,该散热系统能满足运行要求。     

交错并联反激式准单级光伏并网微逆变器

独立光伏组件的微型逆变器能有效克服传统光伏系统存在的阴影问题。详尽介绍了某型准单级式交错并联微逆变器的设计、分析及其控制策略。该微型逆变器基于高频环节逆变技术,有效实现了初、次级电气隔离,解决了漏电流问题;采用有源箝位技术吸收漏感能量,实现了开关管的零电压开关(ZVS);采用变步长的扰动观察法实现最大功率点跟踪(MPPT),输入电压前馈方法可解决准单级式微逆母线电压崩溃问题。220 W样机实验验证了该方案及控制策略的可行性,整机MPPT效率为99.5%,最高效率达到95%。     

基于虚拟同步发电机的新型光伏发电系统

指出传统的虚拟同步机硬件结构中,光伏发电设备与储能设备通常在直流侧连接后与逆变器相连,这种方案的控制较为复杂,缺少灵活性,不利于模块化的应用。提出一种新型的虚拟同步发电机硬件结构,并设计了基于电压或电流型控制的光伏逆变器控制策略和基于虚拟同步机思想的储能逆变器控制策略,系统整体体现虚拟同步机特性。仿真结果表明这种虚拟同步机控制策略可以有效抑制频率波动,加强微网稳定性,提升电能质量。     

议UPS供配电系统的接地

随着电力电子晶体管技术的发展和器件性能的提高,UPS由传统的功率器件采用硅整流二极管和晶闸管发展到其逆变器采用IGBT等大功率晶体管,近年来面市的UPS其整流器和逆变器均采用IGBT大功率晶体管器件;由于DC/DC直流电压变换器在UPS中的应用,使UPS不必采用变压器来调整UPS交流的输出电压,因而可以取消变压器,使uPS体积缩小;UPS的输入功率因数＞0.97、输入电流谐波＜3%等,使UPS不仅应用于电子信息机房、DCS和电信(弱电)系统,在变配电系统的交流操作、MCC的控制电源以及一些化纤连续生产设备的交流供电等方面也得到广泛应用.     

基于C-MEX建模的全数字单相并网逆变器的研究

介绍了一种基于Matlab中C-MEX建模的全数字单相并网逆变器的研制方法。在Matlab环境下由分立器件搭建主电路,由C-MEX进行建模,整机开发手段采用C语言源代码编译,可直接移植入嵌入式开发平台,有效提高开发效率。整机直流侧MPPT采用扰动观测法,交流侧采用电压外环、电流内环的控制方式,其中亦包含了直流偏磁抑制方法、虚拟单相锁相环以及PR调节等控制方法。最后在该仿真建模的基础上,研制了一台3 kW的单相光伏并网逆变器,将C-MEX中的C源代码移植入DSP嵌入式开发平台,经试验测试,验证了该仿真建模的正确性及该开发模式的优越性。     

基于中性点电容的三相光伏逆变器漏电流抑制

针对三相非隔离光伏发电并网系统的漏电流问题,提出了一种基于中性点电容的三相三电平逆变器漏电流抑制方法。建立三相三电平光伏逆变器共模模型,分析了漏电流的产生机理和抑制机理。为了抑制寄生电容上共模电压产生的漏电流,用电容将交流侧中性点和直流侧中性点连接起来,形成漏电流的共模LC滤波电路。该滤波电路可有效滤除共模电压的高频分量,且对差模回路不产生影响。最后通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性。     

新型直流侧级联光伏逆变系统的研究与分析

新型直流侧级联的光伏逆变系统拓扑结构由多路单相全桥变换器与其连接的直流侧电容组成,直流侧电容串联能减少逆变桥电压。该拓扑结构使得MOSFET这种开关器件得到更广泛的应用。使用该拓扑结构可减小主电路的电流,同时由于使用了MOSFET,电路中的开关损耗减少了很多,因此降低了线路损耗。更为重要的是,通过对级联逆变器使用载波移相SPWM方式,降低了系统的工作频率,从而直接有效地降低了开关器件的损耗。最终通过仿真验证了该拓扑结构的有效性,研究结果表明多路直流侧级联光伏逆变系统具有较优越的谐波抑制能力,其直流电压控制简单。     

混合级联27电平逆变器控制策略和谐波分析

级联多电平逆变器因其具有众多优点,在高压大功率应用场合受到了越来越多的关注。混合级联多电平逆变器是级联多电平逆变器的一种特殊形式,它可以采用尽可能少的功率器件和独立直流电压源,得到尽可能多的电平数。本文混合级联多电平逆变器的直流侧采用1:3:9的电压比例,控制策略采用最近电平逼近调制(NLM),得到了27个电平数的输出电压,推导出输出电压的Fourier级数表达式,计算了理论上基波、谐波特性。最后通过Saber的联合仿真功能,仿真验证了最近电平逼近调制方法的有效性和基波、谐波特性的正确性。     

合体低压加热器的制造工艺技术

合体低压加热器是利用汽轮机抽汽来加热锅炉给水的主要设备之一,它是两个管束共用一个水室、一块管板和一个壳体。壳体内部中心设有一块通长的大隔板,该隔板将两个管柬隔离,形成一个既独立又连通的新型换热器。本文根据该种低加的结构特点,详细介绍了该种低压加热器主要零部件的加工、装配、焊接以及换热管与管板的连接等工艺技术,提出了新颖的工艺方案。