《全球光伏》了解到,Fraunhofer ISE采用3.3 kV – 碳化硅SiC晶体管开发了250千瓦逆变器堆栈,可以将逆变器直接连接到中压电网。
随着能源过渡的进行,电网的扩展变得越来越重要,越来越多的可再生能源发电厂以及储能系统都需要连接到电网。但除了单纯的电能输入或反馈外,电力电子设备还必须执行其他电网支持任务。因此,当前逆变器主要接入低压电网,再通过大型50 Hz变压器耦合到中压电网。
弗劳恩霍夫太阳能系统研究所在“ SiC-MSBat”项目中,研究人员与合作伙伴开发并成功调试了一种高度紧凑的SiC逆变器,凭借SiC逆变器的高控制动态特性,可以承担电网稳定任务,例如充当有源电力滤波器以补偿中压电网中的谐波,因而可以直接馈入3 kV AC中压电网。
据悉,该逆变器在额定功率下可达到98.4%的极高效率,并且其设计允许多个逆变器堆栈的进行块化互连,以实现几兆瓦的系统输出。考虑到开关柜和冷却单元的额外安装空间,与该电压等级的商用逆变器系统相比,逆变器系统可节省多达40%的体积。
更高的功率密度
逆变器采用SiC可以实现比传统逆变器更高的功率密度。对于城市中心地区、工厂屋顶、现有旧工厂进行改造时,紧凑的设计是一个特别的优势。除了单纯的系统成本外,建筑和基础设施成本也起着非常重要的作用,尤其是在城市地区。
更高的开关频率
该款设计采用了新型的3.3kV SiC晶体管,与常见的硅晶体管相比,其功耗大大降低,因而可以以16 kHz的开关频率操作逆变器堆栈。二对于最先进的硅晶体管,在该电压等级中,开关频率只能降低约10倍。高开关频率可让无源元件更小,节省无源元件的成本。
更好的散热效果
逆变器的另一个特殊需求是散热。该设计使用合成酯作为冷却介质的主动液体冷却,该介质被泵送通过逆变器,并通过液体散热器和过滤器扼流圈来冷却。散热器和扼流圈被容纳在一个密闭的容器中,用于过滤器扼流圈的冷却介质同时用作电绝缘介质,从而使过滤器扼流圈变得更加紧凑。
责任编辑:肖舟