500kW太陽能逆變器產(chǎn)品化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來國內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電發(fā)展迅速,眾多廠商紛紛進(jìn)入這個領(lǐng)域開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。在國內(nèi)太陽能電池板產(chǎn)能過剩的大背景下,光伏發(fā)電系統(tǒng)通常安裝在負(fù)荷中心,易于在配網(wǎng)側(cè)實現(xiàn)并網(wǎng),因此發(fā)展光伏發(fā)電對于消化過剩多晶硅產(chǎn)能,緩解電力供需矛盾有非常重要的意義。
　　 目前針對大功率太陽能電力電子裝置控制策略的相關(guān)研究已經(jīng)非常多,但是由于電力電子產(chǎn)品的工程化設(shè)計涉及相關(guān)開發(fā)企業(yè)的核心技術(shù),所以如何實現(xiàn)工程化的公開研究成果比較少。本論文主要針對單機500

2、kW的太陽能逆變器的工程化關(guān)鍵技術(shù)如:逆變器系統(tǒng)設(shè)計,主電路母線設(shè)計,主電氣回路設(shè)計,裝置散熱設(shè)計,以及驅(qū)動設(shè)計相關(guān)問題等,在分別研究其具體的設(shè)計方法和設(shè)計思路的基礎(chǔ)上給出設(shè)計方案。
　　 本文首先從光伏逆變器系統(tǒng)級設(shè)計入手,根據(jù)太陽能電池板特性,詳細(xì)推導(dǎo)了直流輸入側(cè)和交流輸出側(cè)的電壓電流的約束條件和光伏逆變器的交直流參數(shù)設(shè)計方法,并且根據(jù)推導(dǎo)的方法計算出500kW光伏逆變器的交直流參數(shù)。在母線設(shè)計方面,國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)往往依

3、靠經(jīng)驗或者參考國外產(chǎn)品,本文建立了疊層直流母線的數(shù)學(xué)模型,分析了影響母線電感值的各個參數(shù),為后續(xù)母線設(shè)計提供理論支持。另外在直流母線設(shè)計部分還分析了直流側(cè)支撐電容的選取和電容器之間均壓方法,緩沖電路設(shè)計的問題。
　　 在主電氣回路設(shè)計方面,本文首先分析了IGBT模塊并聯(lián)的特性,為后續(xù)模塊選型奠定理論基礎(chǔ),然后根據(jù)500kW逆變器的容量和電氣約束要求,給出了IGBT并聯(lián)模塊的選型的相關(guān)計算過程,針對所選擇的并聯(lián)模塊產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點設(shè)

4、計了電氣連接形式。以往電力電子裝置的散熱只關(guān)注散熱器機械尺寸問題,而本文給出了一種利用IGBT廠商提供的仿真軟件來解決散熱器設(shè)計問題的方法:利用IPOSIM軟件,對IGBT模塊在額定工況下進(jìn)行熱仿真計算,得出裝置熱阻網(wǎng)絡(luò)的溫度參數(shù),據(jù)此確定了整套裝置的風(fēng)冷散熱方式,并且給出了所需要的散熱器系統(tǒng)的熱阻。這種設(shè)計方法解決了散熱器設(shè)計的理論分析和工程化問題。在并聯(lián)IGBT的驅(qū)動設(shè)計問題上,本文在分析了IGBT柵極特性的基礎(chǔ)上,定性得分析了驅(qū)動