本文介绍了一种独立运行的 DC-AC 逆变器设计,可直接从太阳能光伏 (PV) 向负载提供电能,而无需通过电池。在无电池太阳能光伏中,太阳能光伏的输出电压始终根据太阳辐射和温度而变化,因此对具有恒定输出电压的 DC-AC 逆变器进行建模成为一个挑战。该设计由升压转换器、H 桥开关和驱动器以及 LC 滤波器组成,用于产生正弦交流电压作为输出到负载。为确保恒定的逆变器输出电压,该设计配备了基于电压控制模式的闭环 PI 控制器。该设计由 PSIM 建模和仿真。PV 直流输入根据辐照值 (W/m 2 ) 设定变化,输出连接到额定电压为 220 Vac 和标称电流为 3.4 A 的负载。结果表明,在辐照度变化为 600-1500 W/m 2 时,逆变器能够维持 220 Vac 0.91%、50 Hz 的输出电压,这仍然在基于标准的电压范围内。DC-AC 逆变器在 600 W/m 2 时产生的效率为 97.7%,在 1500 W/m 2 时产生的效率为 83.6%。
表征功率器件的击穿前行为对于故障机制的寿命建模至关重要,其中主要驱动力是碰撞电离。特别地,设计坚固的功率器件并定义其安全工作区需要定量表征反向偏置结中的电荷倍增。这对于像陆地宇宙射线产生的单粒子烧毁 (SEB) 这样的机制尤其必不可少,其中撞击辐射通过碰撞电离在反向偏置器件中产生大量电荷,该电荷被传输并最终通过局部电场倍增。对抗 SEB 的主要技术措施是在设计阶段进行现场定制以及在器件使用过程中降低反向/阻塞偏置。在这种情况下,通常使用载流子倍增开始的电压偏置作为定义工作条件下电压降额标准的标准 [1、2]。在实际应用中,降额系数通常在器件额定电压 V rated 的 50% 到 80% 之间。定义正确的降额系数至关重要。如果设置得太低,则需要具有更高 V 额定值的器件,从而导致更高的损耗和成本。相反,如果设置得太高,则导致的现场故障率可能变得过高。目前,降额系数是通过寿命测试或
缩小 GIS 开关柜尺寸 ABB 的新型高压气体绝缘开关设备 (GIS) 比其前代产品小 40% 以上,是世界上电压高达 300 kV 的最小 GIS。对于那些空间有限(室内和地下开关系统)和地价高昂(城市变电站)的客户来说,GIS 是正确的解决方案。 尺寸的挑战 ABB 在新型 GIS 上取得突破的关键是成功地将三个占用空间的组件(两个隔离开关和一个接地开关)组合成一个独特的紧凑型设备。ABB 已将这种单一设备技术用于低压开关设备。挑战在于将其转移到更高电压的 300 kV 设备而不使其变大(电压越高,组件之间的隔离间隙越大,因此设备越大)。这就需要设计许多新的节省空间的功能和技术,包括为隔离开关和接地开关设计一个多功能驱动器,而以前需要三个驱动器。开关设备更小,成本更低最终成果是采用 ABB 专利的变电站布局,将标准变电站所需的空间减少了 43%,同时保持了与 ABB 现有 GIS 类型相同的额定电压、功能和经过验证的现场性能。
• 最大磁通密度:变压器尺寸和损耗对于满足规格至关重要。对于此标准,根据施加在初级侧的最大伏秒来评估最大磁通密度 B MAX。变压器内部的磁芯损耗与此参数直接相关,因此会影响变压器的设计(几何形状、磁芯材料等)。 • 电气应力:为了管理高输入电压,功率级需要高压功率开关。某些结构可以帮助降低施加在功率开关上的电压应力。它可以减小它们的尺寸并提高它们的性能,因为在硅集成环境中,没有多少功率开关可以承受 1 kV。 • ZVS:某些拓扑结构支持 ZVS(零电压开关)操作,可以减少开关损耗,这对于高压来说非常重要。然而,这种模式需要特别注意功率级的命令。 • 复杂性:为了减小功率级尺寸,一种选择是减少所需的组件数量及其尺寸。如果变压器尺寸已经由第一个标准描述,那么开关(MOSFET、二极管)、电容器等的数量也是功率级在电路板上所占空间的指示。这些元件的值和额定电压当然会影响它们的尺寸,也可以指示将它们集成到芯片中的可能性。• 其他标准也很重要,如启动、反馈回路、稳定性方法等,但这里不予考虑。
• 安培 (A、amp、amperage) o 用于表示电子 (电流) 流动的测量单位 o 一安培表示每秒通过电路中给定点的一库仑 (62.8 亿 - 十亿个电子) 的流量 o 在数学问题中,安培用字母“I”表示 • 电池 o 一种由多个串联连接的一次伏打电池 (无法充电的电池) 或二次电池 (可以充电的电池) 组成的装置,用于获得所需的直流电压 o 电池储存化学能并以电能形式提供 o 飞机蓄电池的额定电压通常为 12 伏或 24 伏 • 电容器 o 用于以静电场的形式储存电能的电气元件 o 电容器是由两个平行导体组成的装置,由绝缘体隔开 • 导体 o 电路的常见构建块,可轻松允许电子从电源移动到负载并返回电源的电阻最小 o 导体的电阻取决于横截面积、长度、温度和导体材料等因素 • 库仑 o 电量的基本单位 o 库仑等于 62.8 亿个电子 (6.28 X 10 的 18 次方) • 电流 o 电子通过导体的流动称为电流 o 电流的速率以安培为单位 • 直流电 o 电子在一个方向上流动
- 威布尔形状参数 TCR - 电阻温度系数 C - 电容值 THS - 热点温度 CR - 循环速率 V - 电压 D - 缺陷密度 VA - 施加的最大电压 D056 - 空军维护数据库 VR - 额定电压 DIP - 双列直插式封装 X - 电介质厚度 DPDT - 双刀双掷 AT - 温度变化 Ea - 阿伦尼乌斯关系中使用的激活能 EMP - 电磁脉冲 ESD - 静电放电 F - 故障 FLHP - 全马力 FSN - 联邦库存编号 I 电流 IC - 集成电路 IPB - 图解零件故障 K - 玻尔兹曼常数 L - 电感 S - 故障率 LC - 生命周期 MCTF - 平均故障周期数 MLB - 多层板 MTTF - 平均故障时间 NOC - 未分类 P - 电源 PC - 印刷电路 PCB - 印刷电路板 PGA - 引脚栅格阵列 PPM - 百万分率 PWB -印刷线路板 0 - 热阻 QPL - 合格产品列表 R - 电阻(单位:欧姆) RF - 射频 RIW - 可靠性改进保证 S - 应力比 SIP - 单列直插式封装 SMC - 表面贴装元件 SMT - 表面贴装技术 SPC - 统计过程控制 SPST - 单刀单掷 SR 串联电阻 SSR 固态继电器 T - 温度 TA - 环境温度
在开始安装、接线和其他工作之前,请务必从外部关闭所有阶段的电源。否则,可能会导致产品损坏或故障。请务必将 FG 引脚接地到保护接地导体。否则,可能会导致故障。确认产品的额定电压和引脚布局后,正确接线模块。否则,可能会导致火灾或故障。确保没有碎屑和电线碎片等异物进入模块。异物可能会导致火灾、故障或故障。请勿将一键连接器类型/连接器类型小型远程 I/O 单元的 I/O 用一键连接器插头意外插入模拟 I/O 用一键连接器。否则,可能会导致模块损坏。务必将未接线的一键式连接器插头安装到电源/FG 的开放式一键式连接器上。否则,可能会引起故障或误动作。将通信和电源线连接到模块时,务必将它们穿入导管或用夹子夹紧。否则,可能会因松动、移动或意外拉动电缆而损坏模块和电缆,或者因电缆连接故障而引起误动作。从模块断开通信和电源线时,请勿握住并拉动电缆部分。松开连接到模块的部分的螺钉后,断开电缆。拉动连接到模块的电缆可能会损坏模块和电缆,或者因电缆连接故障而引起误动作。
系统信息 功率模块化 50 kVA 电源模块 - 每个机柜高达 300 kVA 对称过载 110% 持续 30 分钟 - 10 分钟内 125% 持续 30 秒内 150% 化学成分 LFP - 磷酸铁锂 能量铭牌 每个机柜 186 kWh AC/AC 最大往返效率 90% 最大 C 速率 0.5 C 最大直流电流 每个 50 kVA 电源模块 82 A 充电 / 87 A 放电 额定功率 50 kW 100 kW 150 kW 200 kW 250 kW 300 kW AC 额定电流 60 A 120 A 180 A 241 A 301 A 361 A AC 最大最大临时电流(过载) 90 A 180 A 271 A 361 A 451 A 541 A 交流连接 最多 4 x 95 mm²/3/0AWG - 3 x 150 mm²/300MCM - 2 x 185 mm²/350MCM 额定电压 (Un) 480 Vac (3ph+N) ±20% 额定频率 60 Hz ±5% 防火 消防安全系统包括烟雾探测器、热探测器和气溶胶探测器 环境 防护等级 IP 55 / NEMA 3R(室外) 工作温度 -20 至 +45 C° / -4 至 +113°F,无降容 存储温度 -20 至 +60 C° / -4 至 +140°F 1 米处噪音水平 < 64.8 dB 最大海拔 1000 m / 3280 ft.,无降容(有关高于此要求的信息,请咨询我们)
因素要求总功率因数范围应为互连设施(连接到 PREPA TC 或分段器)处滞后 0.85 到超前 0.85。无功功率要求是根据电压曲线和无功功率需求为系统运行提供支持所必需的。目的是 PVF 可以在互连设施(连接到 PREPA TC 或分段器)处以平滑连续的方式将无功功率从滞后 0.85 提升到超前 0.85。互连设施(连接到 PREPA TC 或分段器)处的 +/- 0.85 功率因数范围应是动态和连续的。这意味着 PVF 必须能够通过在规定的限制内连续改变电厂的无功输出来响应电力系统电压波动。如果研究表明需要额外的连续动态补偿,则可以扩大先前确定的功率因数动态范围。要求 PVF 无功能力满足 +/- 0.85 功率因数 (PF) 范围,该范围基于 PVF 聚合 MW 输出,即与最大 MW 输出相对应的最大 MVAr 能力。众所周知,正 (+) PF 是 PVF 产生 MVAr 的地方,而负 (-) PF 是 PVF 吸收 MVAr 的地方。最大输出下的 MVAr 能力要求应在 PVF 的整个运行范围内保持,如图 2 所示。MVAr 能力还应在整个互连设施(连接到 PREPA TC 或分段器)电压调节范围内(互连设施额定电压的 95% 至 105%)保持。
System information Power modularity 50 kVA power modules - up to 300 kVA per cabinet Symmetrical overload 110% during 30 min - 125% during 10 min - 150% during 30 s Chemistry LFP - Lithium Iron Phosphate Energy Nameplate 186 kWh per cabinet AC/AC Max Round Trip Efficiency 90% Maximum C-rate 0.5 C Maximum current 83 A charging / 87 A discharging per 50 kVA power module AC连接3*240mm²(请咨询我们的较高部分)额定电压(UN)400 VAC(3ph +n)-20%/ +10%额定频率50 Hz±6%消防防火安全系统,包括烟雾探测器,热探测器和气雾剂探测器和气雾剂环境环境环境安装本机户外室外的防止iP 55操作ip 55 doperty ip 55 to 55 corment -ip 55 cortip ip 55 corment -ip 55 corme not dem dever -note dem +45 cy +45 cy +45 cy +45 cy +6 c.20 c.20至20%cy +6 c.20 c.20 cor +45 c° +6 w/o冷凝(内阁加热)在1 m <70 dB的最大高度1000 m的声音水平,而无需降低(请咨询以上的要求)