Kuidas parandada tuuleelektrisüsteemide alaldamise efektiivsust dioodide kaudu?

一, materjaliuuendus: lairibaga pooljuhtdioodide jõudluse üleminek
1. Ränikarbiidi (SiC) dioodid: tõhususe revolutsioon kõrgsageduslikes{1}}stsenaariumides
Avamere tuuleenergia muundurites on traditsiooniliste räni{0}}põhiste dioodide tagasipööratud taastumisaeg kuni 50–100 n, mistõttu lülituskadud moodustavad üle 30%. Cree's GaN HEMT diood, millel on ülikiire tagurpidi taastamise karakteristik (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 diood: võimas tööriist tarbimise vähendamiseks madalpinge ja suure voolu stsenaariumides
Madal asuvate tuuleturbiinide tõususüsteemide puhul on Schottky dioodidest saanud eelistatud valik alaldamise efektiivsuse optimeerimiseks tänu nende ülimadalale 0,15–0,3 V juhtivusele. Goldwind Technology 2,5 MW ühiku sammuga toiteallika ümberkujundamisel kasutatakse SB580 Schottky dioodi (Vf)= 0.2V@5A )Asendage traditsiooniline 1N5408 (Vf)= 0.8V@3A )Alalduskadu vähendati 24 W-lt 6 W-le, süsteemi temperatuuri tõus 2 kraadini 4 ja süsteemi temperatuuri tõus 2 kraadini 4 vähenenud 76%.

2. Topoloogiauuendus: mitmetasandiline struktuur lahendab kõrgepinge ja kõrge voolu probleemi
1. Dioodiga kinnitatud kolme-taseme alaldi
Otseajamiga püsimagnettuuleenergiasüsteemis saavutab dioodiga klambriga kolme-taseme alaldi vahelduvvoolu kolme-taseme väljund (Udc/2, 0, - Udc/2) 12 toitelülitusseadme 27 lülitusoleku kombinatsiooni kaudu. Võttes näiteks Yuanjing Energy 5MW ühiku, vähendab see topoloogia võrgupoolse voolu THD-d 15% -lt 3% -ni, laiendab võimsusteguri reguleeritavat vahemikku ± 0,99-ni ja suurendab süsteemi võimsust 40%. Küll aga tuleb lahendada klamberdioodide ebaühtlase pinge probleem. Kasutades pingejaguri kondensaatorite ja pinge ühtlustakistite paralleelset konstruktsiooni, saab pingehälvet kontrollida 5% piires.

2. Cascade H-silla mitmetasandiline muundur
Üli-kõrgepinge tuuleenergia edastamise stsenaariumi korral saavutab kaskaadse H-silla topoloogia M=2N+1 tasemel väljundi, ühendades NH-seadmed järjestikku. ± 800 kV Wudongdeti kõrgepingelise alalisvoolu projektis vähendab seitsmetasemeliste kaskaadmuundurite kasutamine ühe seadme vastupidavuspinget 1600 V-lt 650 V-le, suurendab ekvivalentset lülitussagedust 10 kHz-ni, vähendab harmooniliste moonutuste sagedust (THDu) 1,5 protsendipunktilt .5% ja 1,5% võrra.

3, soojusjuhtimise koostöö: temperatuuri juhtimine komponentide tasemelt süsteemi tasemele
1. 3D-pakendamise tehnoloogia: soojuse hajumise kitsaskoha murdmine
ROHM-i neljanda põlvkonna SiC-moodul kasutab kahepoolset -soojuse hajutamist, mis vähendab soojustakistust 10K/W-lt 2K/W-le ja saavutab võimsustiheduse üle 100kW/l. BYD Cube'i energiasalvestussüsteemis stabiliseerib vedelikjahutustehnoloogia dioodi töötemperatuuri alla 45 kraadi, vähendades vastupidist lekkevoolu 78% võrreldes õhkjahutusega lahendusega ja pikendades süsteemi eluiga 15 aastani.

2. Digikaksikute ennustamine ja hooldamine
Siemens MindSphere'i platvorm suudab reaalajas{1}}peegeldussüsteemi kaudu ennustada dioodi termilise rikke ohtu 48 tundi ette. Qinghais asuvas jagatud energiasalvestises elektrijaamas parandas platvorm rikete prognoosimise täpsust 92%ni ja vähendas planeerimata seisakuid 85% võrra, analüüsides enam kui 2000 temperatuurianduri andmeid.

4, süsteemitaseme optimeerimine: intelligentne koostöö hübriidenergia salvestamise ja toitejaotuse vallas
1. Liitiumaku superkondensaatori hübriidenergia salvestamine
Tuuleenergia kõikumiste summutamise stsenaariumi korral võib dioodiisolatsiooniga hübriidenergiasalvestussüsteem saavutada täpse võimsuse jaotuse. Kui võimsuse kõikumise määr ületab 5%, laeb superkondensaator kiiresti ja tühjeneb läbi dioodi, vähendades kõikumiste määra 2% täpsusega; Liitiumpatareisid reguleeritakse aeglaselt kiirusega 0,1 C, et tagada SOC püsimine ohutus vahemikus 20–80%. Huawei Digital Poweri platvormi andmetel on see lahendus tõstnud tuuleparkide võrguühenduse hindamise vastavuse määra 78%-lt 99%-le.

2. Integreeritud tuule päikeseenergia salvestamise termiline side
Qinghais asuvas Gonghe fotogalvaanilise soojusenergia projektis soojendatakse liitiumakut elektrolüütilise elemendi jääksoojuse abil, mis vähendab aku võimsuse vähenemise määra 30%-lt 5%-le talvel madalatel temperatuuridel. Samal ajal jagab fotogalvaanilise mooduli vedelikjahutustorustik jahutusvedelikku tuuleturbiini käigukasti õlikontuuriga, saavutades energiakaskaadi kasutamise ja parandades süsteemi üldist efektiivsust 8,2%.