光伏并網(wǎng)逆變器可靠性研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)石化能源儲量的日趨枯竭，與大氣污染、溫室效應等環(huán)境問題的日益顯著，開發(fā)利用高效、清潔和經(jīng)濟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于并網(wǎng)逆變器的故障，逆變器的可靠性問題已成為較為普遍且亟待解決的現(xiàn)實問題。
　　為了準確評估并網(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，通過實測太陽輻照度與環(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)絡仿真模型，采用基于失效物理的LESIT壽命預測模型，結合雨流計數(shù)法與疲勞累積損傷理論，建立了IGBT模塊損傷計算模型。之后分析了功率波動、開關頻率等因素對器件可靠性的影響，結果表明:①各種因素對器件的影響首先反映在器件的結溫變化上，滿足溫度越高，可靠性越低的規(guī)律;②功率波動所造成的低頻結溫波動是影響器件可靠性的主要因素;③改變開

3、關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行階段通過適當降低開關頻率以改善功率器件可靠性的策略，該策略簡單易行，且能極大的提高功率器件的可靠性水平。
　　采用應力分析法計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)的基礎上，分別采用可靠性框圖法與蒙特卡洛法計算了并網(wǎng)逆變器平均故障時間(MTTF)，兩種方法所得結果互相印證。傳統(tǒng)配電網(wǎng)可靠性分析時各設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