新型超大功率集中式逆變器在無人值守電站的應用V4-1

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  • 更新日期:2016-08-02
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感謝大家聽我的介紹,首先我們今天想跟大家探討一下超大的集中式逆變器在無人值守電站的綜合應用,可能大家對我們公司不是特別了解,因為我們是一個比較新的企業,同時我們是做電力電子行業,我們更多是做電網端跟電力電子運用這塊,近期推出了幾款比較特殊的逆變器系統,想跟大家分享一下,感謝大家聽我們的介紹。

首先我們這家公司如我之前所說,我們是來自于一個西班牙整體團隊,本人一直在西班牙長大,我們以前主要是再低電壓穿越檢測設備,也在歐洲推過不少光伏逆變器,包括歐洲80%的獨立于風機低穿改造。2012年由于個人原因成立了一家公司,萬銀科技。我們在中國繼續拓展原有電力電子業務,在中國推出了低電壓穿越檢測車、光伏逆變器、新能源電動汽車配套設備等。

我現在想跟大家講一個新的理論,用一些新的技術。舉個例子,一個20兆瓦電站,一般的光伏電站需要2到4個運維人員去巡檢,中國逆變器是我少數在全球市場上有5年質保的,一般情況下業主日常巡檢匯報工作逆變器出現故障要求廠家免費現場清除這樣逆變器故障,大家有沒有考慮過5年以后,當廠家不給大家免費提供運檢服務的時候,這是一筆相當可觀的運維費用。對于無人值守的電站,對逆變器系統要求比較苛刻,對逆變器和對組件對整個系統也有苛刻的要求,主要體現在逆變器一定要有高穩定性、高功率密度,我介入光伏行業已經有十多年,一路走過來,我們對所有的逆變器運用特別是對逆變器基礎的散熱、防風沙,這是我們在全球任何市場都碰到的一個難題,包括高智慧型24小時在線大數據預警系統,包括實現自動巡檢系統解決方案,智慧故障定位系統解決模式。

我說的這個系統,我們做了一個完全封閉式液冷系統,一個新型逆變器運用的概念。首先逆變器,我們也有很多電站,我們對電站高穩定性要求比較苛刻,我們同時又發覺了體積也是一個很追求的因素,大家可能會發現現在征地越來越困難,所以逆變器體積也在不斷技術的更新把體積做的越來越小,這是我們2.5MW,1500V體系的逆變器,同時包含了整體直流柜。這是逆變器拓撲結構控制策略解決方案,從圖上可以看到,我們的1500V體系,采用12只IGBT,對應其他系統更多的IGBT數量,從IGBT總量越小,系統穩定性越高。在座有很多專家和同行,IGBP故障概率有一個綜合的算法,數量越多,故障率將會越高。同時做了一個自己的控制系統,圖片上我們做的超級大腦控制系統,我們能成功用一塊控制班去控制整個系統,從我們1兆瓦到4兆瓦體系,能實現更精準的控制,同時能很好地控制電能質量特別是諧波比較小,傳統逆變器是多臺并聯的逆變器,每臺逆變器都有自己獨立的控制系統,相對來說諧波比較大。這是我們低損耗的控制策略,我們已經將控制算法在全球電工會公布了,我們現在采用了一個兩電平IGBP,它的開關頻率為2.5kHz,這樣IGBP損耗會小,把諧波控制在小于1%。針對于IGBP的銅排損耗問題,包括開關頻率問題,我就不多進行解釋,因為我不是這方面的專家。系統散熱解決方案降低IGBP損耗產生的熱量,采用兩電平拓撲結構,減少IGBP數量,提高IGBP輸出電壓,降低IGBP通態損耗所產生的熱量。同時做了一套全封閉式液冷循環系統,我們做過大家俗稱的水冷系統,我們在之前研發中心出過類似的產品,在十幾個國家有實際的應用,最終選擇了完全封閉的系統。封閉系統有一個好處,水冷交換機和逆變器一體實現完全的結合,同時IGBP滿功率工作溫度在75度以下,保證IGBP工作穩定性,延長使用壽命?,F在有很多風冷逆變器在夏天會有一個火爐的效應,當環境溫度提高以后,會達到70度甚至更高,整體系統效率降低主要的因素是在電抗器上,給你提供很大的熱源。我們的風道風冷方式,采用了整體液態循環以后,我們換風不需要經過逆變器元器件,我們元器件和風道不接觸,我們通過液態循環帶出熱量,風道和電氣元器件完全隔離,無需開門除塵,無需開門散熱,提高系統工作穩定性,延長系統使命壽命。常規的MW房逆變器解決方案很難同時滿足散熱與防風沙要求,通過我們的系統完全的解決了這個問題。

同時為了方便運維,我們直接把整個逆變器系統做成卡槽、插拔式模塊解決方案。我們選用的內部元器件,我們使用的高一級規格的功率模塊,加了液態循環冷卻系統。

我剛回國,成立這家公司的時候,我給所有科研人員下了一個硬性指標,要用最好的元器件做出最好的系統,同時要求大家能做到最低的價格。

我們在整套系統開發跟規劃的時候,我嵌入了一個互聯網前端平臺,可能在三年以前大家對互聯網+跟物聯網沒有概念的時候,我們定制了一個高智慧性。大數據的預警系統,這是我們的常規逆變器,我們可以看到上面有一個很大的屏幕,一個15寸工程電腦,我們看到的界面是它的一個截圖,是一個觸摸屏,當我們打開逆變器門的時候,我們傳感器會實時記錄下來門打開了,會記錄逆變器每次的動作,包括開門。這是我們內部的結構,實時監控逆變器里面所有的參數,這是我們逆變器的兩個工業板塊和主控整體的參數,這是我們兩個功率模塊每個IGBP的實時溫度,包括我們整體管道的壓力,我們循環泵的轉數,還有液態循環管道壓力,同時我們也能提供水冷電抗器整體溫聲控制。這是我們的兩個工藝模塊,同時把每個元器件布上監控,看到上面采取斷路器,把每個斷路器每個動作都實時記錄下來,大家可以明白斷路器如果我們不去記錄它每次動作的時候,我們維護人員無論是有人值守或者無人值守,根本不知道它的整個元器件的衰減是什么樣的過程,所以我們采用了一個完全實時監控所有開關每次動作記錄下來,我們按照廠家提供的壽命,我們做了一個整體生命周期全程監控,當它進入一個需要維護或者衰減到要替換的時候,它會主動給大家發信號,是維護還是替換。我們可以提供所有的數據波形,有利于大家做系統分析。這是我們實時看到水泵的每一個參數,這是我們提供的預警等級,前面有編號,我們把逆變器每個部件都做了一個編號。這是我們工程界面,這是我們整體發電量的記錄,我們逆變器能實現實時發電量的分析,會記錄每天每小時每分鐘所有的逆變系統的數據,后合成成為一周、一年的數據,能提供出整體的數據包。每個編碼對應每個元器件,當你出現故障的時候,我們的系統會進入一個自動排除故障的程序,是一個自動巡檢的功能,首先會去處理軟件上的事物,可以分模塊去重啟。同時我們把所有的文件都已經集成在逆變系統里,按照前面的圖,五年以后在報警之后業主就可以自己替換元器件。

我們公司有一套軟件系統,可以短時間內布出每個逆變器的布局方案,這是我們在陜西定邊做的一個布局方案,這是同樣的一個1兆瓦布局方案,通過我們的系統包括我們的布局設計,我們能成功地節省0.2元每瓦的投資。我們能把系統損耗降低約5%,更低的故障維護成本,我們通過軟件系統自動巡檢做故障定位,這是我們除塵的一些問題,逆變器建議大家五年除塵一次,這是25年的一個除塵費用對比,基本上可以忽略掉我們除塵這一項。我們將推出1000V和1500V直接戶外用的新產品,這塊產品已經在歐美開始批量使用。這款逆變器的特點即插即用戶外型光伏并網逆變器,獨立風冷循環散熱通道,與元器件完全隔離,更低損耗控制策略,智慧性無線網絡服務器進行監控,更高的功率密度,更高的性價比。

謝謝大家。

 
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