U konkurenciji "Poboljšanje troškova i poboljšanja efikasnosti" u fotonaponskim elektranama, "visoka frekvencija" tehnologija priključenih rešetki postaje ključni proboj. Povećanjem frekvencije prebacivanja (od tradicionalnog 10kHz do preko 50kHz), zapremina pretvarača smanjen je za 50%, težina je smanjena za 60%, a efikasnost konverzije premašila je 99%. Ova "mala i precizna" transformacija ne samo da smanjuje zemlju zanimanje i transportne troškove elektrane, već poboljšava prijateljsku novu energiju na mrežu brzom odgovornošću za reagiranje, redefiniranjem performansi povezanih pretvarača.
1 Osnovna logika visokofrekventne konverzije: smanjenje magnetnih komponenti i poboljšanje brzine reakcije
Magična veličina magnetnih komponenti. Količina magnetnih komponenti poput transformatora i induktora u pretvaračima obrnuto je proporcionalna frekvenciji prebacivanja. Kada se frekvencija povećala sa 10kHz na 50kHz, jačinu induktora s istim napajanjem može se smanjiti na 1/5 svoje originalne veličine. Nakon usvajanja visokofrekventnog dizajna od 60kHz, zapremina pretvarača niza od 50kW iz određenog branda smanjen je sa tradicionalnog 80L do 35L, težina je smanjena sa 50kg do 22kg, a troškovi prevoza po jedinici smanjen je za 40%. U postavljanju planinskih fotonaponskih stanica, efikasnost ručnog rukovanja povećana je za tri puta.
Kvalitativni skok u dinamičnom mogućnosti odgovora. Visokofrekventni prekidač ubrzava brzinu odziva pretvarača za promjene u rešetku napona i struje. Nakon visokofrekventne konverzije, trenutna širina opsega petlje od 100kW pretvarača se povećava sa 1kHz na 5KHz. Kad se napon rešetka iznenada diže, izlaz se može podesiti unutar 200 μ S kako bi se izbjegla mjere za zaštitu od prenapona. Ovaj brzi odgovor značajno povećava "vožnju sposobnostima" pretvarača u slučaju grešaka mreže i prošao rigorozno testiranje od strane međunarodne elektrotehničke komisije (IEC).
2 Tehnički izazovi i proboj: od "poteškoća za grijanje" za "ravnotežu efikasnosti"
Dizajn disipacije topline rješava velike frekvencijske gubitke. Povećanje frekvencije prebacivanja dovest će do povećanja gubitka preklopčenja IGBT (proporcionalno frekvenciji). Izvesno preduzeće usvoji kombinacijsku shemu uređaja "Silicon Carbide (Sic) i hlađenje vodenim vodama": Preklopni gubitak SiC MOSFET-a je samo jedna trećina od tradicionalnog igbt-a. U kombinaciji sa mikrochannelom hladnjakom sa protokom od 2L / min, porast temperature visokofrekventnog pretvarača 50kHz kontrolira se unutar 40K, što je 50% niže od sheme hlađenja zraka.
Meka tehnologija prebacivanja ravnoteže efikasnosti i frekvencije. Tradicionalni naporni prekidači imaju oštre pad efikasnosti na visokim frekvencijama, dok "nulta prebacivanje napona (ZVS)" (ZVS) "koristi rezonantni krug kako bi se prebacivanje tranzistora učinilo na nultom naponu, eliminirajući gubitke prebacivanja. Nakon usvajanja ove tehnologije, visokofrekventni pretvarač održavao je efikasnost pretvorbe od 99,2% na frekvenciji od 50kHz, što je 1,5 procentnih bodova veći od sheme tvrdog prebacivanja. Godišnja generacija električne energije porasla je za 30kWh / kW, ekvivalentno godišnjem povećanju od 15000 juana za jedan pretvarač od 50kW.
Fino podešena kontrola elektromagnetske kompatibilnosti (EMC). Elektromagnetska smetnja (EMI) generirana visokofrekventnim prekidačima glavni je izazov. Inženjeri su optimizirali izgled PCB-a (skraćivanje dužine visokofrekventnog kruga na 5cm) i usvojili višestepeni EMI filtri (uobičajeni način rada + diferencijalni uduk) Da bi se osiguralo da nivo elektromagnetskog zračenja u napadu na EN 61000-6-4 standard. Intenzitet zračenja u frekvencijskom opsegu od 30MHz-1GHz je manji od 54DB μ V / m, izbjegavajući smetnje u komunikacijski sistem elektroenergetske stanice.
3 Prilagođavanje scenarija: Sveobuhvatna penetracija iz velikih elektrana na distribuiranu fotonapolu
Prednost velike gustoće snage u zemljanim elektranama. Fotonaponska elektrana 1GW u unutrašnjoj Mongoliji prihvaća 1500V visokofrekventnih gudačkih pretvarača, s jednim kapacitetom od 125kW, smanjujući broj opreme za 52% u odnosu na tradicionalne modele od 60kW, uštedeći 30% u upotrebi kabla i skraćivanje građevinskog razdoblja elektrane za 15 dana. Njegov kompaktni dizajn (koji zauzima površinu od 0,5 kvadratnih metara po jedinici) smanjuje prostor u inverterskoj prostoriji za 60% i snižava troškove građevinarstva.
Značajka "fleksibilne instalacije" distribuirane fotonaponaike. Domaćinstvo i komercijalni distribuirani scenariji postavljaju veći naglasak na kompaktnost i jednostavnost upotrebe pretvarača. Visokofrekventni pretvarač za domaćinstvo 3kW ima volumen koji je samo trećina tradicionalnih modela i može se izravno montirati na zid bez potrebe za namjenskom računalnom prostorom. "Micro visokofrekventni pretvarač marke" čak je integriran na stražnji dio fotonaponskih modula (BIPV), postizanje "utikača i reprodukcije" i smanjenje vremena ugradnje od 2 sata do 30 minuta.
Sa smanjenjem troškova SIC uređaja i zrelosti visokofrekventnih topologija, frekvencija priključenih pretvorenih mreža pomaknut će se prema 100kHz, a očekuje se da će gustoća napajanja preći 5kW / L, sa efikasnošću koja se približava 99,5%. Ova "visokofrekventna" revolucija ne samo poboljšava tehničke parametre, već i promovira pomak fotonaponskih elektrana iz "opsežne izgradnje" na "rafiniranoj operaciji", pružajući hardversku fondaciju za pristupačnu mrežnu povezanost nove energije i ubrzavanje procesa transformacije energije.