IGBT高压串联组件的失效检测与恢复策略

针对IGBT串联组件中失效器件导致整个装置异常的问题,提出了一种IGBT器件开路失效的检测方法与组件功能恢复策略。从IGBT的内部结构分析了器件失效机理,借助于IGBT驱动电路监测组件中各个IGBT的状态,根据状态反馈对IGBT器件的开路失效故障进行诊断和定位,针对IGBT的开路失效故障,设计了在串联组件阻断后吸合相应旁路开关以恢复组件功能的重启动策略。建立了串联组件中IGBT失效监控实验系统。实验结果表明该系统能准确识别组件内失效的IGBT器件,并及时可靠地恢复了IGBT串联组件的正常开关功能。

被部分遮挡的串联光伏组件输出特性

以太阳能电池的电流方程和电路的基本理论为基础,对带有旁路二极管的串联组件在被部分遮挡的情况下的输出过程进行了细致的物理分析,并将其划分为旁路二极管导通和阻断两个阶段,从理论上推导出可以运用分段函数准确描述被部分遮挡的串联光伏组件电流和功率输出特性.对两个串联的光伏组件在非均匀光照下的电流和功率情况进行了实验验证,结果证明了文中所提方法的正确性和可行性:①分段函数法可以对被部分遮挡的带有旁路二极管串联光伏组件的电流和功率输出特性进行准确描述;②传统的MPPT法的基础,即功率输出曲线的单峰性,已经失效,因而有必要对跟踪方法进行改进.

阴影遮挡下空间太阳电池串联组件输出特性分析

考虑雪崩击穿效应,以光伏电池元双二极管模型为基础,建立了适用于分析光伏电池部分被遮光问题的数学仿真模型,并利用户外实验验证了模型的正确性。运用此模型分析了单片空间太阳电池在反向偏压下的输出特性和串联组件在不同阴影遮挡情况下的I-V,P-V特性及输出能力。结果表明,空间太阳电池串联组件从无阴影遮挡到40%阴影遮挡,最大输出功率下降40%。串联组件输出功率随单片空间太阳电池遮挡比例的增大迅速下降;从遮挡1/5片,2/5片到整片被阴影遮挡,相应最大输出功率分别下降7.36%,25.81%与97.94%。

大面积柔性硅基薄膜电池集成串联组件

采用卷对卷工艺制备了叠层非晶硅/非晶硅锗(a-Si/a-SiGe)电池,采用激光刻划与丝网印刷实现集成串联,形成柔性薄膜电池集成串联组件。研究了SiGe电池渐变带隙、柔性衬底nip倒结构激光刻划、反向脉冲电治疗,并用以改善柔性薄膜电池集成内联组件性能。集成组件有5个子电池内部串联而成,有效面积转换效率达5.424%(AM0,100.1cm2),开路电压达7.156V。

聚酰亚胺衬底柔性非晶硅薄膜电池集成串联组件的研究

研究了柔性Si基薄膜太阳电池集成串联组件的制备与关键技术。对导电栅线在柔性薄膜太阳电池集成串联组件中的重要性进行了模拟计算,对柔性薄膜太阳电池激光刻蚀进行了理论分析与实验优化,并对柔性Si基薄膜太阳电池集成串联组件进行了设计与研制。在聚酰亚胺(PI)衬底上,通过卷对卷磁控溅射与卷对卷等离子增强化学气相沉积(PECVD)依次沉积复合背反射层Ag/ZnO、Si基薄膜层和透明导电膜层,采用激光刻蚀与丝网印刷工艺相结合实现集成串联,制备了柔性非晶Si(a-Si)薄膜太阳电池集成串联组件。柔性单结集成串联组件有效面积转换效率达到了4.572%(AM0),开路电压Voc=5.065V,填充因子FF=0.552。

卷对卷制备柔性硅基薄膜电池集成串联组件的研究

卷对卷制备出聚酰亚胺(PI)衬底柔性硅(Si)基薄膜太阳电池集成串联组件。对卷对卷制备柔性Si基薄膜电池集成串联的优势进行了分析,讨论了制约柔性薄膜电池集成串联组件的主要因素;设计了两种柔性薄膜电池集成串联组件结构;进行了柔性薄膜电池集成串联组件研制,并进行了对比分析。采用卷对卷工艺制备了非晶硅(a-Si)电池,采用卷对卷激光刻划、卷对卷丝网印刷与卷对卷精密点胶实现集成串联,形成柔性薄膜电池集成串联组件,柔性a-Si单结集成串联组件全面积转换效率达到5.96%(AM1.5,全面积为117.3cm^2)。

光伏电站光伏组件串联数的优化设计研究

目前,GB 50797—2012《光伏发电站设计规范》中在对光伏组件串联数进行计算时缺少通过太阳辐照度来对开路电压校正的步骤,导致串联数的计算存在一定裕度。基于晶体硅太阳电池的单二极管等效电路模型,推导出了太阳辐照度与开路电压相关系数,并提出一种光伏组件串联数量优化设计的计算方法。通过算例分析和模拟实验验证了优化后的计算方法可以在安全范围内更大程度地提高光伏组件串联数,为光伏电站的设计优化提供了一定参考。

光伏电站中光伏组件串联数的优化设计

目前在光伏电站设计中,光伏组件串联数的计算广泛使用GB 50797-2012或IEC 62548-2016中的计算方式,假定在极端环境低温的情况下对光伏组串的开路电压、最大功率点电压等进行计算,进而确定光伏组件成串数量,即光伏组件串联数。但随着对光伏电站度电成本的要求日益严苛,上述对于计算光伏电站的光伏组件串联数的要求已经偏于保守。最新版的IEC 62738-2018中不再要求采用极端环境低温进行计算,而是允许在数据足够充分的情况下采用限制在日照时间内的年平均最低环境温度进行计算。基于此,依据近期国际超大型项目中光伏电站光伏组件串联数的计算经验,进一步提出了以大量气象数据为基础来预测最低环境温度与太阳辐照度的关系,并在此基础上联合计算光伏组串的开路电压与最大功率点电压,从而确定光伏电站的光伏组件串联数的计算方法。以中东地区某光伏发电项目为例对该优化方法进行验证,计算得到的光伏组件串联数比采用GB 50797-2012或IEC 62548-2016计算时得到的结果多2~4块,结果显示,该优化方法可以显著节省光伏电站的投资,并降低度电成本。

光伏电站组件串联数的优化设计

目前光伏电站的光伏组件串的串联数的计算,因缺少光伏组件工作条件下的极限温度的校正方法,串联数的计算存在一定裕度。本文通过对光伏组件IV曲线进行拟合,仿真出特定串联数在不同环境温度、辐照值的组件电压变化曲线,从而得到基于机理模型的串联数。为类似工程提供了技术参考。

光伏电站中光伏组件串联数的新设计思路

在对光伏电站的光伏方阵进行设计时,行业内大部分设计人员在计算光伏组件串联数时往往会忽略“光伏组件工作条件下的极限温度”与“气象极限温度”二者的区别,习惯上采用气象极限温度来计算光伏组件串联数。通过分析光伏组件工作条件下的极限温度与气象极限温度的区别,指出了常规计算时采用气象极限温度取值存在的问题,拓宽了看待光伏组件工作温度这一问题的角度及对该问题的看法,并根据分析提出了结合气象学采用光伏组件工作条件下的极限温度来计算光伏组件串联数的一种新的设计思路。

晶体硅光伏组件不同单列布置方案下的串联接线方式优化研究

主要研究了光伏组件在单列支架上不同布置方式时的串联接线方案,结合工程实际应用,对目前西北高原地区大型地面并网光伏电站常用的72片大型光伏组件、60片小型光伏组件在横向、竖向布置,长、短支架布置排列组合共8种布置方案下的串联接线方案进行详细分析,并发现光伏组件竖向布置时的奇偶交叉串联接线方式,可有效解决光伏组件串联过程中因组件出厂时自带的接线盒出线电缆长度不够而导致现场需要在串联的每2块光伏组件中增加电缆才能解决串联接线的麻烦。研究对光伏发电系统设计、光伏组件生产工艺,以及工程实际应用中缩短施工周期、保证工程质量、节省建设成本、综合提升光伏发电系统效率都有实际指导意义。

阴影影响下串联光伏组件输出特性分析

在局部阴影条件下串联光伏组件的输出特性呈阶梯型和多峰值型,常规的光伏电池模型已不再适用,需要建立阴影条件下光伏组件模型。以光伏电池的工程模型为基础,结合电路理论知识,对带有旁路二极管的光伏组件串处于局部阴影时,根据旁路二极管的导通与关断两个阶段进行了详细的理论分析,从而得到了光伏阵列处于局部阴影时其输出特性方程。用实测与仿真的结果进行对比,结果证明了分段函数可以准确地描述处于局部阴影条件下的串联光伏组件,同时为研究光伏阵列结构优化和多峰值最大功率点跟踪奠定了基础。最后,总结出了在阴影的影响下光伏组件输出特性的规律。

IGBT串联型电压源换流器的桥臂直通机理分析

应用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)串联组件是提高电力电子装置耐压最直接的方法,但将门极RCD有源均压电路应用于五段式空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电压源换流器(VSC)时,可能会产生桥臂直通短路现象。从均压电路工作原理出发,分析IGBT均压箝位电容电压突增导致换流器桥臂直通短路的机理,并通过实验验证了该桥臂直通短路现象的存在,基于门极RCD有源均压的串联IGBT组件不宜用于五段式SVPWM的VSC中。

空间太阳电池组件配片方法研究

在空间用太阳电池阵的制造过程中,如何降低电流损耗产生是必须解决的一个重要问题。空间太阳电池组件配片方法虽然简单易用,但有电流组合损耗较大的缺点。文章提出了一种新的组件配片方法,有效降低了电流组合损耗,在同等生产条件下提高了太阳电池阵的输出功率。应用实验证明了该方法的有效性。

基于辐照度及温度影响下的光伏组串计算方法研究

光伏组串中光伏组件串联数量的计算是光伏电站设计的基础工作之一,影响光伏电站的总图布置、支撑系统设计、容配比的选择等。在相同装机容量的前提下,如果可以串联更多的光伏组件,则可以节约直流电缆工程量和光伏支架及桩基的用量。随着光伏组件串联数量的增加,串联后的电压也有所提升,导致直流线损降低,有助于提升光伏发电系统效率。此外,由于串联后电压的提高,逆变器开机时间提前且关机时间推后,进一步提高了光伏电站的发电时间,对LCOE的降低和光伏电站效益提升具有重要意义。

分布式光伏电站系统效率模型分析与研究

基于常州某3.00 MW分布式光伏电站级平台和上海地区单块组件级实验平台的实测数据,建立光伏系统综合效率随辐射量变化的数学模型,得到该电站年综合效率值为59.45%,远低于工程经验值。并从逆变器转换效率、单块光伏组件以及整个阵列的转换效率方面入手分析研究,对光伏阵列工作电压与逆变器MPPT工作电压失配导致电站综合效率受损进行重点揭示,且据此对光伏阵列组件串联数进行优化设计。可为分布式光伏电站的效率分析、设计优化提供理论指导,有利于光伏电站发电量的准确预估。