100KW,250KW_500KW光伏逆变器方案选型推荐

100KW 光伏逆变器硬件选型方案介绍建议选择 1200V IGBT 双管，构成 100KW 的总功率输出。单台 100KW 逆变器设计IGBT 选择 FF600R12IE4 （ 3 支）驱动器 2SP0320T2A0-FF600R12IE4 3 支 与 IGBT 行程一对一连接母线电容根据贵司的设计需求，推荐 EPCOS 金膜电容产品金膜电容 B25620-B0158-K882 880V/1500uF, 85 度 /100,000H, 116*173 建议使用 4 并联进行，无需均压处理按照贵司给定的开 关频率 5000Hz ，输出电流 150A 、调制比 0.85 、功率因数 0.98 ，母线电压 650Vdc ，输出电压 380Vac ，最高使用环境温度 50 度进行仿真计算，结果如下图一 IGBT 模块内部温度分布图假定选定的散热器 Rch0.044k/w 的前提下，当输出电流 150A 时， IGBT 的最大结温为 70.6度， IGBT 的壳温为 62.3 度，散热器的温度为 60.2 度。图二 IGBT 结温温度纹波图图二表明，在给定工作条件下， IGBT 结温的最大结温，最小结温分别是 70.6 度和 67.9 度，温度纹波为 2.8 度。图三 IGBT 损耗结果图三，表示 IGBT 模块在给定工作条件下，最终的损耗为 230.3W。其中 IGBT 的通态损耗为 66.1W ， 开关损耗为 86.6W， 反并联二极管的通态损耗为 14.2W ， 开关损耗为 59.3W， IGBT内部焊线的损耗为 4.22W。因此，三相逆变器总的损耗 P6*230.31381.8W. 在输出 150A 电流时， IGBT 的最大结温小于 150 度，满足使用要求。说明实际上许多厂家的并网逆变器采用有并网变压器和无并网变压器并网两种模式，因为无变压器对的输出电压小，对逆变器输出电流的能力较强，因此，仅以无并网变压器为列，逆变器输出电压 270V ，经过三角转星型变压器转换成 380V 然后并网。国家标准考虑的电网波动范围为 （－ 10％～ 7％） ，最小持续时间 10s，因此并网时候，需要考虑 10％的过载情况。按照贵司给定的开 关频率 5000Hz ，因为过载持续时间 10s ，此时对 IGBT 而言属于稳定工作状态，因此输出电流 235A 、调制比 0.85 、功率因数 0.98 ，母线电压 450Vdc （业内均采用 450Vdc ） ，输出电压 270Vac ，最高使用环境温度 50 度进行仿真计算，结果如下250KW 光伏逆变器硬件选型方案介绍建议选择 1200V IGBT 双管，构成 250KW 的总功率输出。单台 250KW 逆变器设计IGBT 选择 FF1400R12IP4 （ 3 支）驱动器 2SP0320T2A0-FF1400R12IP4 3 支 与 IGBT 行程一对一连接母线电容根据贵司的设计需求，推荐 EPCOS 金膜电容产品金膜电容 B25620-B0158-K882 880V/1500uF, 85 度 /100,000H, 116*173 建议使用 810 并联进行，无需均压处理按照贵司给定的开 关频率 5000Hz ，输出电流 535A ，过载电流 588A ，调制比 0.85 、功率因数 0.98 ，母线电压 450Vdc ，输出电流 270Vac ，最高使用环境温度 50 度进行仿真计算，结果如下图一 IGBT 模块内部温度分布图假定选定的散热器 Rch0.030k/w 的前提下，当输出电流 588A 时， IGBT 的最大结温为 95.4度， IGBT 的壳温为 81 度，散热器的温度为 75.3 度。图二 IGBT 结温温度纹波图图二表明，在给定工作条件下， IGBT 结温的最大结温，最小结温分别是 95.4 度和 90.8 度，温度纹波为 4.8 度。图三 IGBT 损耗结果图三，表示 IGBT 模块在给定工作条件下，最终的损耗为 841.6W。其中 IGBT 的通态损耗为 324.5W，开关损耗为 287.4W，反并联二极管的通态损耗为 61.6W，开关损耗为 124.9W，IGBT 内部焊线的损耗为 43.23W。因此，三相逆变器总的损耗 P6*841.65049.6W. 在输出 588A 电流时， IGBT 的最大结温小于 150 度，满足使用要求500KW 光伏逆变器硬件选型方案介绍建议选择两个 1200V IGBT 双管并联方案，构成 500KW 的总功率输出。IGBT 选择 FF1400R12IP4 （ 6 支）驱动器 2SP0320T2A0-FF1400R12IP4 6 支 与 IGBT 行程一对一连接母线电容根据贵司的设计需求，推荐 EPCOS 金膜电容产品金膜电容 B25620-B0158-K882 880V/1500uF, 85 度 /100,000H, 116*173 建议使用 22～ 24 并联进行，无需均压处理按照贵司给定的开 关频率 5000Hz ，输出电流 1050A ，过载电流 1156A ，调制比 0.85 、功率因数 0.98 ，母线电压 450Vdc ，输出电流 270Vac ，最高使用环境温度 50 度进行仿真计算，结果如下因为方案是采用双管并联方案，系统的动态均流主要依靠专用驱动器的同步性来解决，静态均流主要依靠设备主功率系统的结构对称性来保证， 此处仿真计算考虑的系统不均流性为 10％。因此并联中单个 IGBT 的输出有效电流值＝ 1156/2*1.1635.8A 图一 IGBT 模块内部温度分布图假定选定的散热器 Rch0.030k/w 的前提下，当输出电流 636A 时， IGBT 的最大结温为 99.8度， IGBT 的壳温为 83.9 度，散热器的温度为 77.7 度。图二 IGBT 结温温度纹波图图二表明，在给定工作条件下， IGBT 结温的最大结温，最小结温分别是 99.8 度和 94.5 度，温度纹波为 5.3 度。图三 IGBT 损耗结果图三，表示 IGBT 模块在给定工作条件下，最终的损耗为 920.4W。其中 IGBT 的通态损耗为 363.0W，开关损耗为 310.8，反并联二极管的通态损耗为 67.8W，开关损耗为 128.2W，IGBT 内部焊线的损耗为 50.57W。因此，三相逆变器总的损耗 P2*6*920.411044.8W. 在输出 636A 电流时， IGBT 的最大结温小于 150 度，满足使用要求仿真说明几种方案的比较均是在 IGBT 模块给定参数下做的仿真计算， 因为实际样机过程中系统寄生参数，门极驱动电阻，驱动脉冲功率等参数的影响会造成实际过程中的发热量与 IGBT的结温大小与仿真存在差别。