光伏并網(wǎng)逆變器可靠性研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)石化能源儲(chǔ)量的日趨枯竭，與大氣污染、溫室效應(yīng)等環(huán)境問(wèn)題的日益顯著，開(kāi)發(fā)利用高效、清潔和經(jīng)濟(jì)的能源成為人們的首選，然而工業(yè)調(diào)查表明，新能源發(fā)電系統(tǒng)故障的很大一部分原因可以歸結(jié)于并網(wǎng)逆變器的故障，逆變器的可靠性問(wèn)題已成為較為普遍且亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
　　為了準(zhǔn)確評(píng)估并網(wǎng)逆變器的可靠性，本文以光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)為例，首先在Matlab/simulink軟件中建立了光伏電池以及并網(wǎng)逆變器的仿真模型，通過(guò)實(shí)測(cè)太陽(yáng)輻照度與環(huán)境溫度數(shù)據(jù)

2、，仿真獲得逆變器直流電壓與交流電流數(shù)據(jù)，為器件的可靠性建模與計(jì)算提供數(shù)據(jù)支撐。然后搭建了功率器件的損耗與熱網(wǎng)絡(luò)仿真模型，采用基于失效物理的LESIT壽命預(yù)測(cè)模型，結(jié)合雨流計(jì)數(shù)法與疲勞累積損傷理論，建立了IGBT模塊損傷計(jì)算模型。之后分析了功率波動(dòng)、開(kāi)關(guān)頻率等因素對(duì)器件可靠性的影響，結(jié)果表明:①各種因素對(duì)器件的影響首先反映在器件的結(jié)溫變化上，滿足溫度越高，可靠性越低的規(guī)律;②功率波動(dòng)所造成的低頻結(jié)溫波動(dòng)是影響器件可靠性的主要因素;③改變開(kāi)

3、關(guān)頻率可以作為提高器件可靠性的一種手段，采用逆變器在全額運(yùn)行階段通過(guò)適當(dāng)降低開(kāi)關(guān)頻率以改善功率器件可靠性的策略，該策略簡(jiǎn)單易行，且能極大的提高功率器件的可靠性水平。
　　采用應(yīng)力分析法計(jì)算了除了功率器件的其余器件的失效率，在獲得各元件可靠性數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分別采用可靠性框圖法與蒙特卡洛法計(jì)算了并網(wǎng)逆變器平均故障時(shí)間(MTTF)，兩種方法所得結(jié)果互相印證。傳統(tǒng)配電網(wǎng)可靠性分析時(shí)各設(shè)備的失效率都采用常數(shù)值，然而逆變器作為多元件組成的可修