Како побољшати ефикасност исправљања ветроенергетских система путем диода?

一, Иновација материјала: транзиција перформанси полупроводничких диода са широким појасом
1. Силицијум карбидне (СиЦ) диоде: револуција ефикасности у високо{1}}сценаријама
У оффсхоре претварачима енергије ветра, традиционалне диоде засноване на силикону{0}}имају време повратног опоравка до 50-100нс, што резултира губицима прекидача који чине преко 30%. Црее-ова ГаН ХЕМТ диода, са својом ултрабрзом карактеристиком повратног опоравка (Трр<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. Шотки диода: моћан алат за смањење потрошње у сценаријима ниског напона и велике струје
За системе ветротурбина на копну, Шоткијеве диоде су постале пожељан избор за оптимизацију ефикасности исправљања због њиховог ултра-ниског пада напона проводљивости од 0,15-0,3В. У трансформацији јединичног напајања од 2,5 МВ Голдвинд Тецхнологи, коришћена је СБ580 Шоткијева диода (Вф)= 0.2В@5А )Замени традиционални 1Н5408 (Вф)= 0.8В@3А )Губитак исправљања је смањен са 24В на 6В, а годишњи пораст температуре система је смањен на 4 степена од 5 степени. смањен за 76%.

2, Тополошка иновација: структура на више- нивоа решава проблем високог напона и велике струје
1. Трослојни исправљач са диодним стезама-
У систему за енергију ветра са сталним магнетом са директним погоном, тро-исправљач са диодним стезањем остварује излаз на три-изменичну струју (Удц/2, 0, - Удц/2) кроз 27 комбинација стања прекидача од 12 склопних уређаја. Узимајући 5МВ јединицу Иуањинг Енерги као пример, ова топологија смањује ТХД струје на страни мреже са 15% на 3%, проширује подесиви опсег фактора снаге на ± 0,99 и повећава капацитет система за 40%. Међутим, потребно је решити проблем неуједначеног напона стезних диода. Коришћењем паралелног дизајна кондензатора за разделнике напона и отпорника за изједначавање напона, девијација напона се може контролисати унутар 5%.

2. Каскадни Х-мост конвертор на више нивоа
За сценарио преноса енергије ветра ултра{0}}високог напона, каскадна топологија Х-моста постиже излазни ниво М=2Н+1 тако што повезује НХ јединице у серију. У ± 800кВ Вудонгдет високо-напонском пројекту једносмерне струје, употреба каскадних претварача са седам нивоа смањује отпорни напон једног уређаја са 1600В на 650В, повећава еквивалентну фреквенцију пребацивања на 10кХз, смањује стопу хармонијског изобличења са 1% (ТХД5%) и побољшава ефикасност преноса за 1%. 1,8 процентних поена.

3, Сарадња у управљању топлотом: Контрола температуре од нивоа компоненте до нивоа система
1. 3Д технологија паковања: пробијање уског грла одвођења топлоте
Четврта генерација СиЦ модула РОХМ-а усваја двострани-дизајн дисипације топлоте, смањујући топлотни отпор са 10К/В на 2К/В и постижући густину снаге од преко 100кВ/Л. У БИД Цубе систему за складиштење енергије, технологија течног хлађења стабилизује радну температуру диоде испод 45 степени, смањујући обрнуту струју цурења за 78% у поређењу са решењем хлађеним ваздухом{7}}и продужавајући век трајања система на 15 година.

2. Предвиђање и одржавање дигиталних близанаца
Сиеменс МиндСпхере платформа може да предвиди ризик од термичког квара диоде 48 сати унапред преко-система пресликавања у реалном времену. У заједничкој електрани за складиштење енергије у Ћингхају, платформа је побољшала тачност предвиђања кварова на 92% и смањила непланиране застоје за 85% анализом података са преко 2000 температурних сензора.

4, Оптимизација на нивоу система: интелигентна сарадња хибридног складиштења енергије и дистрибуције енергије
1. Суперкондензатор литијумске батерије хибридно складиште енергије
У сценарију сузбијања флуктуација снаге ветра, хибридни систем складиштења енергије са диодном изолацијом може постићи прецизну алокацију снаге. Када стопа флуктуације снаге пређе 5%, суперкондензатор се брзо пуни и празни кроз диоду, потискујући стопу флуктуације до 2%; Литијумске батерије се полако регулишу брзином од 0,1Ц како би се осигурало да се СОЦ одржава у безбедном опсегу од 20% -80%. Према подацима Хуавеи Дигитал Повер платформе, ово решење је повећало стопу усклађености процене везе са мрежом ветроелектрана са 78% на 99%.

2. Интегрисана термална спојница за складиштење соларне енергије ветра
У Гонгхе Пхотоволтаиц Тхермал Повер пројекту у Ћингхају, литијумска батерија се загрева заосталом топлотом електролитичке ћелије, смањујући стопу деградације капацитета батерије са 30% на 5% у условима ниских температура зими. Истовремено, цевовод за течно хлађење фотонапонског модула дели расхладну течност са уљним кругом мењача ветротурбине, чиме се постиже искоришћење енергетске каскаде и побољшава укупна ефикасност система за 8,2%.