中江县建设局网站,wordpress json插件,wordpress调用logo,广州做网站开发一. 电能质量电能质量(PowerQuality)#xff0c;从严格意思上讲#xff0c;衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。从普遍意义上讲是指优质供电#xff0c;包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。电能质量问题可以定义为#xff1a;导致用电设备故障或不能正常…一. 电能质量电能质量(PowerQuality)从严格意思上讲衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。从普遍意义上讲是指优质供电包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。电能质量问题可以定义为导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、瞬时或暂态过电压、波形畸变谐波、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。二.电能质量控制设备电能质量控制设备是用于监测、分析和改善电力系统中电能质量的设备它们在现代电力系统中发挥着至关重要的作用。以下是几类主要的电能质量控制设备及其功能监测设备1.电能质量监测装置这类装置用于测量和分析电网的电能质量参数如频率偏差、电压偏差、电压波动和闪变、三相电压不平衡度、电网谐波等[^0^]。它们能够实时记录和存储电力参数的变化趋势帮助用户了解电网的运行状态及时发现和解决电能质量问题。2. 电能质量监测系统由监测终端和主站组成能够对供配电系统和工厂用电设备的电能质量进行实时监测为电网的安全性、稳定性和经济性提供保障。控制设备1. 有源电力滤波器APF用于治理谐波电流采用现代电力电子技术和数字信号处理技术。通过实时检测负载电流计算分析得到负载电流的各次谐波电流数据并产生与谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网主动消除电力谐波 。2. 静止无功发生器STATCOM用于动态调节无功功率和电压提高电力系统的稳定性和效率。SVG通过实时检测电网电压和电流计算无功功率需求并快速响应进行补偿 。3.动态电压恢复器DVR通过实时检测电网电压的波动情况并迅速提供额外的电压支持从而维持电网电压的稳定。4. 统一电能质量控制器UPQC集成了多种电能质量控制功能包括电压控制、有功无功调节、有源滤波、平衡化补偿、不间断供电和储能等。应用领域1.公共配电网系统主要解决电压暂升暂降、三相不平衡、损耗大等问题主要客户包括电网公司和电力设计院。2. 电力用户侧如轨道交通、数据中心、石油煤矿、建筑楼宇和工业企业等主要解决功率因数低、谐波电流超标、敏感负荷的电压保护等问题。3. 独立电力系统如特种装备领域主要解决配电回路设备或特种装备产生的谐波电流问题。三.SiC器件在电能质量控制设备的应用及优势电能质量控制设备的性能指标不仅与控制系统的性能指标及控制算法密不可分也与电力电子功率器件的性能指标密切相关。电力电子器件性能指标直接影响电能质量控制产品变流器的损耗、功率密度、响应时间、滤波次数、谐波滤除率等指标。一款开关频率高、损耗低、耐压高的电力电子器件对于电能质量控制关键产品性能的提升、可靠性的提高至关重要。而SiC 器件的性能指标完全可以满足此要求。碳化硅(SiC)作为近年来备受关注的一种宽禁带半导体材料具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率以及高电子饱和漂移速度等良好的物理和电学特性。宽禁带半导体SiC电力电子器件突破了传统硅基器件在耐压、工作频率以及转换效率等方面的性能极限从而使电力系统功耗降低30%以上在“大容量柔性直流输电”、“高效高体积功率密度电力电子变压器”等未来新一代智能电网领域具有非常广泛的应用前景。SiC器件在电能质量控制设备中的应用及优势1. 辅助电源• 简化电路拓扑采用SiC器件可以简化电路设计例如功率电路可以采用单管反激代替双管反激电路拓扑驱动电路无需再区分高边和低边电路从而大幅减少器件数量。• 提升系统安全裕度SiC器件具有更高的电压等级能够有效提升系统的安全裕度。• 提高效率和降低发热量由于SiC器件的高速度和低损耗特性辅助电源的效率更高发热量更少。2. 有源电力滤波器• 提高谐波滤除率和次数采用SiC器件后有源电力滤波器的谐波滤除率和滤除次数显著提高。• 降低整机损耗和输出纹波SiC器件的低损耗特性使得有源电力滤波器的整机损耗和输出纹波得以降低。• 提升功率密度与IGBT版本的产品相比采用SiC器件的有源电力滤波器体积减少34.8%功率密度提高50%。3. 动态电压恢复器DVR• 提高响应速度基于SiC器件的DVR具有更高的响应速度最快响应时间可达1毫秒能够显著降低电压闪变对负载的影响。• 降低损耗SiC器件的低损耗特性使得DVR的损耗更低。4. 电能质量优化与储能一体化装置• 提高谐振抑制能力该装置采用谐振抑制专利技术采用SiC器件后充分发挥了其高速特性进一步提高了谐振抑制能力。• 提高新能源发电消纳能力该装置将电能质量优化与储能相结合既能阻挡外网污染又能防止负载污染电网并兼顾储能。SiC器件的优势• 高开关频率SiC器件的开关频率高能够减少能源浪费提高整个电力电子系统的效率。• 高耐压SiC的击穿场强是硅的10倍能够承受更高的电压。• 耐高温SiC器件能够在高达300°C的环境下正常工作而传统硅器件的工作温度上限一般为150°C。• 低损耗SiC器件的导通损耗和开关损耗都较低能够提高系统效率。• 高功率密度SiC器件能够在更小的体积内实现更高的功率密度有助于提高系统集成度并降低整个系统的空间需求。• 高热导率SiC的热导率约为150 W/(mK)远高于传统硅材料的热导率。与硅基半导体相比第三代半导体具有更大漂移速率、更高热导率、更高击穿场强等特点碳化硅的击穿场强是硅的10倍、耐高温能力是硅的2倍、高频能力是硅的2倍更适应用于高功率、高频、高温、高电压等恶劣条件的功率半导体器件可以缩小模块体积大约50%、大幅降低损耗从而提高功率密度、降低综合成本。四.SiC器件的选型要点及应用案例SiC器件在电能质量控制设备中的选型要点1. 基本性能参数• 耐压等级根据电能质量控制设备所处电网的电压等级选择相应耐压等级的SiC器件。例如在高压电网中可能需要选择耐压等级在1700V以上的SiC器件。• 开关频率根据设备对响应速度的要求选择开关频率高的SiC器件。SiC器件的开关频率是硅器件的3-10倍能够满足快速响应的需求。• 电流容量根据设备的功率需求选择电流容量合适的SiC器件。SiC器件具有高电流密度的优势能够承载更大的电流。• 损耗特性选择导通损耗和开关损耗低的SiC器件以提高设备的效率。SiC器件的导通电阻低开关损耗小有助于降低整体能耗。2. 热管理• 热导率SiC器件的热导率约为150 W/(mK)远高于传统硅材料。在选型时应考虑器件的热导率以确保良好的散热性能避免因过热导致器件性能下降或损坏。• 散热设计选择具有优化散热设计的SiC器件模块如采用预涂热界面材料以提高散热效率简化散热设计。3. 可靠性• 高温稳定性SiC器件能够在高达300°C的环境下正常工作在选型时应考虑其高温稳定性以适应高温环境或长时间运行的设备需求。• 抗电磁干扰能力选择抗电磁干扰能力强的SiC器件以提高设备在复杂电磁环境中的可靠性。4. 封装形式• 封装类型根据设备的安装空间和散热需求选择合适的封装形式。常见的SiC器件封装形式有TO-247-3、TO-247-4等。• 模块集成度选择集成度高的SiC模块如半桥、六桥和全桥配置以简化电路设计提高系统的集成度和可靠性。1. 采用先进的真空回流焊工艺Al2O3绝缘陶瓷最高工作结温150℃2. 高功率密度低寄生电感低开关损耗3. 适用高温、高频应用4. 集成NTC温度传感器易于系统集成5. 参数表现 - VDS650~1700V - ID30~300A - RDS(on) 4~80mΩ5. 成本与性价比• 成本虽然SiC器件的价格相对较高但在高功率、高效率、长寿命等方面具有显著优势。在选型时应综合考虑设备的性能需求和成本预算评估SiC器件的性价比。• 综合成本从系统的整体成本角度出发考虑SiC器件带来的节能效果、维护成本降低等因素评估其在设备全生命周期内的综合成本。在选型过程中还需结合具体的电能质量控制设备应用场景和性能要求综合考虑以上因素选择最合适的SiC器件。SiC器件在电能质量控制设备中的应用案例盛弘电气应用碳化硅功率模块得益于SiC技术盛弘 P5 系列有源滤波器 APF 和静止无功发生器 SVG 的整机峰值工作效率提升至 99%与以前基于硅 IGBT 方案效率仅为 97% 的产品相比大幅降低了同容量机型的能耗。此外产品体积减小超 50%重量下降超 40%显著提升单柜容量并为客户节省占用的安装空间。爱科赛博SinPOWER品牌有源电力滤波器是爱科赛博根据现场负载特性设计的单模块大容量有源电力滤波器模块容量覆盖10Aibook SiC技术、10A~40A高精度、50A、75A、100A、150A、200A等单柜容量可达1500A。其应用领域包括装备制造业、石油化工业、冶金业、纺织业、建材业、轻工业等种类工业配电场所大数据中心、医院、机场、大型场馆、高端建筑等各类民用建筑行业配电场所城/乡智能电网、半导体行业、光伏行业、城市轨道交通行业等。其中高精度产品主要应用于工业空调等特殊行业。五.总结 当前的SiC技术已经相当成熟可以适用在从千瓦到兆瓦功率的工业应用范围中影响了能源、工业和汽车等众多领域。由于SiC器件运作时的温度较低及较小的磁性器件因此在系统中所需的热管理和电源器件的尺寸更小、重量更轻、成本更低从而降低了整体BOM成本同时也实现了更小的占用空间。 随着SiC技术的快速发展在电力传输系统也开始大量采用SiC解决方案特别在ESS应用中像是电动汽车充电系统以及利用电池储存电能的太阳能系统。这些系统中的DC/DC升压转换器、双向逆变器交流电和直流电互相转换、电池充电电路都可以采用SiC技术的器件将可提升3%的系统效率以及提高50%的功率密度并减少无源器件的体积和成本。 典型的ESS架构将包含了电源光伏、DC/DC转换器、电池充电机以便将能量输送到家庭端或输送回电网的逆变器采用SiC技术将可以提高效率减少尺寸、重量和成本。
