组串式逆变器的功率选择方案-solarbe文库

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古瑞瓦特官网 http//www.growatt.com/组串式逆变器的功率选择方案2013 年前，地面电站使用集中式逆变器，分布式小电站使用组串式逆变器，随着组串式逆变器功率越做越大，大型地面电站也开始使用组串式逆变器，有关两种方案的争论也一直没有停过，两种方案各有优缺点，集中式逆变器优势是功率器件少，可靠性高，缺点是MPPT数量少，电压范围窄；组串式逆变器优势是 MPPT 数量多，电压范围宽，缺点是功率器件多，可靠性低。功率开关器件是逆变器最核心的器件之一，承担电流的转换工作，长时间工作在高温，高电压，大电流状态，是逆变器最容易出故障的器件，每一个功率器件就是一个故障点。光伏逆变器中的功率开关器件主要是指分立器件功率 MOSFET和功率模块 IGBT。早期的中功率组串式逆变器，一般采取分立器件，由于功率 MOSFET电流都比较少，一般都采取多个器件并联的方式。 50KW 逆变器采用分立器件来设计，需要 60 多个，这么多开关器件堆在一起，会产生一系列的问题。如均流，电磁干扰等等。古瑞瓦特官网 http//www.growatt.com/大家都知道，功率开关管的失效模式是过压，过温，过流。分立元器件由于器件多，元器件之间距离比较远，所以电路杂散电感大，造成工作时尖峰电压高，元器件容易出现过压损坏；多个元器件并联，阻抗不一致，每一个元器件电流就不一样，阻抗低的元器件电流大，很容易过流；分立器件单端固定，接触面积小，散热很难保持一致，很容易过温。早期的采用分立元器件的中功率组串式逆变器，在运行过程中出现过多故障，让人们对中功率组串式逆变器的前程提出了怀疑。不过直到 Vincotech 和 infineon 先后推出了包含多个元器件的功率模块，才改变了这一现状。Vincotech 专为中功率组串式逆变器推出的 IGBT功率模块，一个模块相当于 8 个分立器件。模块具有很高的灵活性。双 BOOST功率模块古瑞瓦特官网 http//www.growatt.com/相对于 MOSFET， IGBT饱和压降低，容易实现高压、大电流化，在中大功率逆变器占主导地位。而 IGBT模块比分立的 IGBT单管具有更高的可靠性和安全工作区。光伏逆变器前级采用双 BOOST升压的 IGBT功率模块，后级采用三电平 IGBT功率模块，是目前中功率光伏逆变器最佳的方案。光伏企业古瑞瓦特总结了中功率光伏逆变器最佳的方案（ 1）减少功率器件的个数， 50KW 采用功率器件来设计只要 5 个，数量比同规格的集中式逆变器还少，而采用分立器件来设计，前级升压需要 15 个，后级三电平逆变需要 48个。整体面积缩小 30以上，可以提高整机功率密度。（ 2）单个功率模块的安装面积比分立元器件散热面积大，应力更小，可靠性更好，在安装上也有很多优势。另外，功率模块内部集成一个温度感应器，测量精度高，能更准确地检测器件结温，有利于过热保护。（ 3）功率模块结构紧凑，各功率开关器件之间连接线相对分立器件短很多，可以减少电路中的杂散电感，提高逆变器的可靠性。（ 4） IGBT模块开关频率更高，可以提高效率，减少电感的容量。（ 5）相对于分立器件，功率模块不足之处是单位面积热耗大，整体散热面积小，功率在 30KW 以上如果采用自然冷却的方式散热，在环境温度高于 40 度时，会出现过热保护。但采用强制风冷的方式散热，就可以完全避免这个问题。更多光伏专业资讯，请关注古瑞瓦特官方网站 http//www.growatt.com/ 。