Kaip pagerinti vėjo energijos sistemų ištaisymo efektyvumą diodais?

一, Medžiagų naujovės: plačiajuosčių puslaidininkinių diodų našumo perėjimas
1. Silicio karbido (SiC) diodai: efektyvumo revoliucija aukšto{1}}dažnio scenarijuose
Jūros vėjo energijos keitikliuose tradicinių silicio{0}}diodų atvirkštinio atkūrimo laikas yra iki 50–100 n, todėl perjungimo nuostoliai sudaro daugiau nei 30 proc. Cree's GaN HEMT diodas su itin greitu atvirkštiniu atkūrimo charakteristika (Trr<10ns), reduces reverse recovery loss by 90% at a switching frequency of 1MHz, resulting in rectifier module efficiency exceeding 98%. Taking Siemens Gamesa 8MW offshore wind turbine as an example, after replacing traditional modular multilevel rectifier valves with SiC diode flexible rectifier valves, the volume of the converter station is reduced by 80%, the weight is reduced by 65%, the transmission loss is reduced by 20%, and the annual power generation is increased by 1.2%.

2. Schottky diodas: galingas įrankis, mažinantis suvartojimą esant žemos įtampos ir didelės srovės scenarijus
Sausumos vėjo turbinų nuolydžio sistemoms Schottky diodai tapo tinkamiausiu pasirinkimu optimizuojant ištaisymo efektyvumą dėl jų itin mažo 0,15–0,3 V laidumo įtampos kritimo. Keičiant Goldwind Technology 2,5 MW vienetinio žingsnio maitinimo šaltinį, naudojamas SB580 Schottky diodas (Vf)= 0.2V@5A )Pakeiskite tradicinį 1N5408 (Vf)= 0.8V@3A )Ištaisymo nuostoliai buvo sumažinti nuo 24 W iki 6 W, o metinis gedimo laipsnis 5 sumažintas iki 2 laipsnių 4. sumažintas 76 %.

2, topologijos naujovė: kelių-pakopų struktūra išsprendžia aukštos įtampos ir didelės srovės problemą
1. Trijų lygių lygintuvas su diodu
Tiesioginės pavaros nuolatinio magneto vėjo energijos sistemoje diodu suspaustas trijų{0}}pakopų lygintuvas pasiekia kintamosios srovės trijų{{1} lygių išvestį (Udc/2, 0, - Udc/2) per 27 jungiklių būsenų derinius iš 12 galios perjungimo įrenginių. Kaip pavyzdį paėmus 5MW Yuanjing Energy bloką, ši topologija sumažina tinklo pusės srovės THD nuo 15% iki 3%, išplečia reguliuojamą galios koeficiento diapazoną iki ± 0,99 ir padidina sistemos pajėgumą 40%. Tačiau reikia išspręsti netolygios suspaudimo diodų įtampos problemą. Naudojant lygiagrečią įtampos daliklio kondensatorių ir įtampos išlyginimo rezistorių konstrukciją, įtampos nuokrypį galima valdyti 5 %.

2. Kaskadinis H-tilto kelių lygių keitiklis
Ultra{0}}aukštos įtampos vėjo energijos perdavimo scenarijuje pakopinė H-tilto topologija pasiekia M=2N+1 lygio išvestį, nuosekliai sujungiant NH įrenginius. ± 800 kV Wudongdet aukštos įtampos nuolatinės srovės projekte, naudojant kaskadinius septynių lygių keitiklius, vieno įrenginio atsparumo įtampa sumažėja nuo 1600 V iki 650 V, lygiavertis perjungimo dažnis padidinamas iki 10 kHz, harmoninių iškraipymų dažnis (THDu) sumažinamas nuo 0,5 procento iki .5 %, o perdavimo efektyvumas .1 %.

3, šilumos valdymo bendradarbiavimas: temperatūros valdymas nuo komponento lygio iki sistemos lygio
1. 3D pakavimo technologija: šilumos išsklaidymo kliūties įveikimas
Ketvirtosios kartos ROHM SiC modulis turi dvipusį -šilumos išsklaidymo konstrukciją, sumažindamas šiluminę varžą nuo 10K/W iki 2K/W, o galios tankį viršija 100kW/L. BYD Cube energijos kaupimo sistemoje aušinimo skysčiu technologija stabilizuoja diodo darbinę temperatūrą žemiau 45 laipsnių, sumažindama atvirkštinio nuotėkio srovę 78 %, palyginti su oru{7}}aušinamu tirpalu, ir pailgindama sistemos tarnavimo laiką iki 15 metų.

2. Skaitmeninių dvynių numatymas ir priežiūra
„Siemens MindSphere“ platforma gali numatyti diodo terminio gedimo riziką prieš 48 valandas, naudodama realaus laiko atspindėjimo sistemą. Bendroje energijos kaupimo elektrinėje Činghajuje platforma pagerino gedimų numatymo tikslumą iki 92 % ir sumažino neplanuotą prastovą 85 %, analizuodama duomenis iš daugiau nei 2000 temperatūros jutiklių.

4, sistemos lygio optimizavimas: protingas hibridinės energijos kaupimo ir energijos paskirstymo bendradarbiavimas
1. Ličio baterijų superkondensatorių hibridinis energijos kaupiklis
Vėjo energijos svyravimų slopinimo scenarijuje hibridinė energijos kaupimo sistema su diodų izoliacija gali pasiekti tikslų galios paskirstymą. Kai galios svyravimo greitis viršija 5%, superkondensatorius greitai įkrauna ir išsikrauna per diodą, sumažindamas svyravimo greitį iki 2%; Ličio baterijos yra lėtai reguliuojamos 0,1 C greičiu, kad būtų užtikrinta, jog SOC išlaikomas saugiame 20–80 % diapazone. Remiantis „Huawei Digital Power“ platformos duomenimis, šis sprendimas padidino vėjo jėgainių parko prijungimo prie tinklo vertinimo atitikties rodiklį nuo 78% iki 99%.

2. Integruota vėjo saulės energijos kaupimo šiluminė jungtis
Gonghe fotovoltinės šiluminės energijos projekte Činghajuje ličio baterija šildoma dėl likutinės elektrolitinės elemento šilumos, todėl akumuliatoriaus talpa sumažėja nuo 30% iki 5%, esant žemai temperatūrai žiemą. Tuo pačiu metu fotovoltinio modulio skysčio aušinimo vamzdynas dalijasi aušinimo skysčiu su vėjo turbinos pavarų dėžės alyvos kontūru, taip išnaudojant energijos kaskadą ir pagerinant bendrą sistemos efektyvumą 8,2%.