Kā integrēt apvada diodes vēja enerģijas regulatoros?

一, Apvada diodes galvenā funkcija: aktīva aizsardzība pret karstā punkta efektu
Apvedceļa diožu galvenā funkcija vēja enerģijas ražošanas sistēmās ir novērst karsto punktu efektus. Ja vēja turbīnas lāpstiņas ir aizsprostotas (piemēram, sniegs, putnu izkārnījumi vai lokāli bojājumi), akumulatora elementi aizsprostojumā nevar radīt elektrību un tā vietā kļūst par slodzi, kas patērē citu parasto akumulatora elementu radīto strāvu, kā rezultātā strauji paaugstinās vietējā temperatūra (līdz 200 grādiem vai vairāk) un veidojas karstie punkti. Karstie punkti ne tikai neatgriezeniski bojā akumulatora elementus, samazina enerģijas ražošanas efektivitāti, bet var pat izraisīt ugunsgrēkus.

Apvedceļa diode ir savienota apgriezti paralēli abos akumulatora bloka galos un normālos darbības apstākļos ir apgrieztā izslēgšanas stāvoklī, neietekmējot ķēdes darbību; Kad noteikta akumulatora šūna ir aizsprostota, spriegums abos galos paaugstinās līdz diodes priekšējās vadīšanas slieksnim, un strāva apiet bojājuma zonu, lai izvairītos no karsto punktu veidošanās. Piemēram, 5MW jūras vēja turbīnas bloks katrai akumulatora elementu sērijai izmanto apvada diodes paralēlā savienojuma shēmu. Vietējā ēnojuma testā karstā punkta temperatūra samazinājās no 185 grādiem līdz 45 grādiem, un komponenta kalpošanas laiks tika pagarināts vairāk nekā trīs reizes.

2, Integrēts scenārijs: tehnoloģiskais paplašinājums no fotoelementu moduļiem uz vēja enerģijas kontrolieriem
Lai gan apvada diodes vispirms tika izmantotas fotoelektriskajās sistēmās, to tehniskajiem principiem ir augsta pielāgošanās spēja vēja enerģijas ražošanā. Vēja enerģijas regulatoros apvada diožu integrācija galvenokārt ir atspoguļota šādos scenārijos:

1. Divkāršās barošanas vēja turbīnu rotora sānu aizsardzība
Ja indukcijas ģenerators ar dubultu barošanu piedzīvo sprieguma kritumu elektrotīklā, rotora pusē var rasties pārstrāva, kas var sabojāt invertoru. Aktīvā Crowbar aizsardzības ķēde atbrīvo rotora enerģiju apvadrezistoram caur diodes taisngrieža tiltu, kur katra taisngrieža tilta tilta svira sastāv no divām virknē savienotām diodēm, nodrošinot enerģijas izdalīšanos 10 ms laikā. Piemēram, 10MW jūras divkāršās barošanas bloks izmanto IGBT tipa Crowbar ķēdi, apvienojumā ar ātrajām diodēm, lai uzturētu stabilu sistēmas darbību pat tad, ja spriegums nokrītas līdz 20%.

2. Tiešās piedziņas pastāvīgā magnēta bloka rektifikācijas procesa optimizācija
Tiešās piedziņas pastāvīgā magnēta vēja turbīna izmanto nekontrolējamu diodes taisngrieža ķēdi, lai pārveidotu trīs{0}}fāzu maiņstrāvas strāvu līdzstrāvas strāvā. Lai gan struktūra ir vienkārša, diodes vadītspējas zudums tieši ietekmē sistēmas efektivitāti. Aizstājot tradicionālās silīcija diodes ar silīcija karbīda (SiC) Schottky diodēm, vadītspējas sprieguma kritumu var samazināt no 0,7 V līdz 0,3 V. Pie 1000A strāvas viena iekārta var ietaupīt līdz 200000 kWh elektroenerģijas gadā.

3. Ārpus tīkla vēja enerģijas kontrolieru akumulatoru vadība
Sistēmās, kas tiek izslēgtas no tīkla, kontrolierim ir jānovērš akumulatora izlāde, kas tiek veikta pretēji vēja turbīnai nakts vai mākoņainā laikā. Lādēšanas ķēdē virknē savienojot apvaddiodes, veidojas vienvirziena strāvas ceļš. Piemēram, mikrorežģa projektā attālā vietā tiek izmantots kontrolleris ar pretreversām diodēm, kas pagarina akumulatora darbības laiku no 3 gadiem līdz 6 gadiem un samazina kopējās sistēmas izmaksas par 40%.

3, atlases kritēriji: no parametru saskaņošanas līdz uzticamības pārbaudei
Apvedceļa diožu darbība tieši ietekmē vēja enerģijas regulatoru stabilitāti, un, izvēloties tos, ir vispusīgi jāņem vērā šādi pamatparametri:

1. Darba strāva un reversais pārrāvuma spriegums
Darba strāva: tai ir jābūt lielākai par{0}}akumulatora elementu virknes īssavienojuma strāvu. Piemēram, ja 210 mm akumulatora elementa īssavienojuma strāva ir 18 A, apvaddiodes nominālajai strāvai ir jābūt lielākai par 20 A vai vienādai ar to.
Reversā pārrāvuma spriegumam: tam jābūt 1,2 reizes lielākam par akumulatora elementa atvērtās ķēdes spriegumu. Ņemot par piemēru 1500 V sistēmu, diodes reversās izturības spriegumam ir jābūt lielākam par 1800 V vai vienādam ar to.
2. Siltuma veiktspēja un siltuma izkliedes dizains
Savienojuma temperatūra: tai jāatbilst sistēmas maksimālās darba temperatūras prasībām. Jūras vides temperatūra var sasniegt 55 grādus, un diodes savienojuma temperatūrai jābūt mazākai vai vienādai ar 175 grādiem.
Siltuma pretestība: zema termiskā pretestība var paātrināt siltuma vadīšanu. Piemēram, diodēm, kas iepakotas uz vara pamatnēm, termiskā pretestība var būt pat 0,5K/W, kas ir par 60% zemāka nekā tradicionālajam plastmasas iepakojumam.
3. Dinamiskās reakcijas un uzticamības pārbaude
Pārslēgšanās ātrums: tai jāpielāgojas pēkšņām vēja ātruma izmaiņām. Piemēram, noteiktai sauszemes vienībai ir vajadzīgas diodes, lai 10 μs laikā pabeigtu vadītspējas/izslēgšanas pārslēgšanu.
Mūža tests: ir jāiztur termiskā palaišanas tests saskaņā ar IEC 62979 standartu, kas nozīmē, ka virsmas temperatūra paaugstinās par mazāku vai vienādu ar 15 grādiem, ja nominālā strāva tiek pielietota 1 stundu 75 grādu vidē.