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【方案分享】巨风半导体IGBT模块在商用大功率光伏逆变器、储能变流器的应用及解决方案

发布时间:2023-07-25

近年来,可再生能源发电技术正在快速发展,但是可再生能源发电受天气、日照时间、风速、输配电等影响,时常存在不稳定性等问题,对电网影响较大。随着光伏、风电渗透率的提升,其天然的随机性、波动性,以及通过电力电子装置并网,惯性小等特点,使得风光发电与储能深度融合成为必然。

储能是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备。能够显著提高光伏、风电等可再生能源的消纳水平,支撑分布式电力及微网,是推动主体能源由化石燃料能源向可再生能源更替的关键技术,是新能源发展的重要基础和关键技术,其重要性和需求量也随之大幅提升。

由于光伏发电的便利性,未来,“光伏+储能”将引领全球能源结构的调整。而光储深度融合重要条件是依赖逆变技术、光伏电池技术和各种储能介质的发展。


光伏逆变器和储能变流器简介
光伏逆变器是连接光伏系统与电网,确保电站长期可靠运行和提升项目投资回报的关键设备。

光伏逆变器的基础功能是通过控制系统控制IGBT和MOSFET等功率器件的高频率开关,将光伏电池输出的直流电转换为交流电,并满足并入电网电能质量要求或接入负载的使用要求。光伏逆变器的性能对于整个光伏系统的运行平稳性、发电效率和使用年限都会产生直接的影响。光伏逆变器按功率和用途可分为户用(3kW~30kW)、组串式(1kW~325kW)、集散式(500kW~1.25MW)和微型逆变器(200W~2.5kW)四种。这四种类别的主要区别在于逆变器的单体容量以及直接与逆变器连接的光伏组件数量不同,具有不同的应用场景。

储能系统与电网之间需通过储能变流器连接。储能变流器,按功率和用途分为户用(≤25kW)、工商用(20kW~325kW)、集中式(220kW~1.25MW)、储能电站(≥1MW,并联可达200MW及以上功率)等。用于家庭户用的储能,一般也称为储能逆变器。大规模的工商业用储能一般称为PCS(Power Conversion System),是连接在储能电池与电网之间,实现电能双向转换的装置。储能变流器通过控制IGBT、MOSFET(包括SiC)和配套的驱动芯片等功率器件,既可以把储能电池中的直流电逆变为交流电,输送至电网。也可以把电网中交流电整流为直流电,给储能系统充电。

高效率、大功率密度、长期可靠性、低系统成本等是逆变器和变流器不断追求的目标,巨风半导体作为国内领先的功率半导体厂商,持续不断地为光储应用提供高效、可靠、优质、高性价比的产品。

针对1000V组串式光伏逆变器,巨风半导体目前有:

1、650V/450A 3电平F2封装IGBT模块用于设计NPC1型(“I”型)3电平系统(80kW以上)

2、650V IGBT单管([敏感词]160A/650V/TO247PLUS,后续有专门的产品介绍)用于设计NPC1型(“I”型)3电平逆变电路,或者作为NPC2型(“T”型)逆变电路横管。 

针对1000V 集中式光伏逆变器和1500V(MW级)系统储能变流器,巨风半导体目前有:

1、1200V/600A 半桥E3封装(兼容主流应用封装)IGBT模块用于设计NPC1型(“I”型)或ANPC 3电平系统。

2、1200V/450A 半桥E3封装(兼容主流应用封装)IGBT模块用于设计NPC1型(“I”型)或ANPC 3电平系统。

以上IGBT模块产品均有损耗小、可靠性高、兼容性好等优点。针对需要模块并联的应用,巨风半导体还有相应的产品设计及管控,以及配套的驱动板厂商方案推荐。

应用方案
IGBT模块用于光储系统中光伏逆变器(1000V系统)和储能变流器(1500V系统)的逆变电路

随着光储产品的发展和需求,巨风半导体还会陆续推出适用于1500V系统的1200V NPC1拓扑IGBT模块和SiC模块,750V/1200V 100A及以上电流的IGBT单管,兼容光耦方案的隔离驱动芯片。

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