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    500KW光伏逆变器IGBT模块方案对比及关键技术

    500KW光伏逆变器,就IGBT模块而言,根据逆变器的拓扑有多种选择,每一种方案都有优缺点,总结起来分为四种,单个IGBT模块IGBT模块并联,多个逆变桥并联,IPM模块(Semikron Skiip系列)。
    • 单个模块方案主要有单管FZ2400R12HP4*6及半桥模块CM2500DY-24S*3 ,优点是电路简单,结构设计方便,体积较少,功率密度大,电气上不存在IGBT均流和逆变桥均流等问题,驱动芯片只有3组;缺点是IGBT价格比较贵,热源比较集中,如果对散热温度要求较高,要采用水冷散热器或者加热管的散热器才能达到要求,成本比较高,只有一个电感和滤波电容,在低功率时,THD比较大,总体发电量比较低。
    • 分为两个250KW的逆变桥并联,每一相只有一个功率器件,500K逆变器选用FF1400R12IP4,直流电经过逆变,各自接一个LC滤波,交流接触器,再汇流进电网,每一个逆变桥可以单独控制,当输入功率不足45%时,可以关闭其中一个,欧洲效率比较高,低载时THD比较小,整体发电量提高,在阴雨天太阳辐照度低时也能发电,逆变桥并联需要考虑逆变桥之间均流,主要靠软件实现。
    • 是IGBT并联方案,每一个桥臂用两个IGBT并联,逆变器只用一组LC滤波器,这种方式总成本稍低,功率密度大,缺点是存在IGBT均流,在多个IGBT并联使用时,由于功率器件不一致,IGBT驱动电路也不一定特性能保持一致,加上电路布局等的影响,会引起流过各并联IGBT的电流不均衡,电流大的器件有可能由于过热而损坏。在实际应用中,要采取以下措施:要使用同一批次的器件,减少器件参数的不一致性,改善静态均流的效果;共用一路驱动电路,提高器件参数的一致性,改善动态均流。Semikron Skiip系列内部也是IGBT模块并联,集成度高,但不利于维护。  
    500KW光伏逆变器单个IGBT模块方案
    500KW光伏逆变器单个IGBT模块方案
    500KW光伏逆变器两个IGBT模块并联方案
    500KW光伏逆变器两个IGBT模块并联方案
    500KW光伏逆变器两个250KW逆变器并联方案
    500KW光伏逆变器两个250KW逆变器并联方案
    500KW光伏逆变器多个逆变器并联方案
    500KW光伏逆变器多个逆变器并联方案
    500KW光伏逆变器多个IGBT模块并联方案
    IGBT并联和逆变桥并联比较
    (1)      效率比较:最大效率IGBT并联方案高,欧洲效率逆变桥并联方案高。总发电量逆变桥并联高。
    (2)     控制方法:IGBT并联需要6组PWM,逆变桥并联需要12组PWM。
    (3)     均流:IGBT并联要考虑器件之间均流,主要靠硬件实现,成本较高,逆变桥并联需要考虑逆变桥之间均流,主要靠软件实现。
    (4)     可移植性:IGBT并联250K,500K,750K不能移植,需要重新开发,逆变桥并联可以植移,逆变桥可以共用。
    (5)     结构 :IGBT并联需要3个散热器,三相之间距离较长不对称,成本稍低;模组并联需要6个散热器,三相之间距离较短对称性好,成本稍高。降额设计的依据
    500KW系统方 IGBT模块 价格 散热 均流 发电量 效率 体积 可靠性 寿命
    无并联 FZ2400R12HP4*6 风冷/水冷
    无并联 CM2500DY-24S*3 风冷
    IGBT并联 FF1400R12IP4*6 风冷 无/有
    IGBT并联 FF600R12ME4*12 风冷 无/有
    IGBT并联 FF450R12ME4*18 风冷 无/有
    逆变桥并联 FF1400R12IP4*6 风冷
    IPM模块 SKiiP2403GB122-4DW 风冷
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