光伏发电机组用IGBT模块老化系统的制作方法

文档序号:14987598发布日期:2018-07-20 21:33阅读:170来源:国知局

本实用新型涉及光伏发电技术领域,特别是涉及一种光伏发电机组用IGBT模块老化系统。



背景技术:

太阳能发电是将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。其中,光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式,是当今太阳能发电的主流。

光伏逆变器是光伏发电机组的重要组成部分。而绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)模块作为光伏逆变器的重要组成部分,其质量直接影响光伏逆变器的可靠性。

对于IGBT模块而言,通常会经历三个阶段,分别为早期失效阶段、正常使用期阶段和损耗老化期阶段。在早期失效阶段IGBT模块失效率较高。如果IGBT模块不经过老化直接投入使用,那么在早期失效阶段,IGBT模块就有可能失效,将会导致光伏逆变器发生故障,进而导致光伏发电机组不能正常运行,直接带来发电量的损失。其中,老化是指使IGBT模块通过早期失效阶段进入正常使用期阶段。IGBT模块通过老化后再投入使用,失效率较低,能够提高光伏逆变器的可靠性,进而保证光伏发电机组的正常运行。



技术实现要素:

本实用新型实施例提供一种光伏发电机组用IGBT模块老化系统,能够对IGBT模块进行老化,进而能够提高光伏逆变器的可靠性,保证光伏发电机组的正常运行。

一方面,本实用新型实施例提供了光伏发电机组用IGBT模块老化系统。IGBT模块老化系统包括:第一变压设备、老化设备和辅助老化设备。

其中,老化设备设置有用于安装IGBT模块的接口;

老化设备分别与第一变压设备和辅助老化设备相连,辅助老化设备为负载设备或第二变压设备。

在本实用新型的一个实施例中,第一变压设备和/或第二变压设备为变压器。

在本实用新型的一个实施例中,变压器为多抽头变压器。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备包括:逆变器,逆变器设置有用于安装IGBT模块的一个或两个以上接口。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备包括:两个串联的逆变器,两个逆变器之间设置有直流开关。

在本实用新型的一个实施例中,逆变器为光伏逆变器。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备还包括:电流调节器,用于调节通过IGBT模块的电流为IGBT模块的额定电流。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备还包括:用于测量IGBT模块的温度的温度传感器。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备还包括:用于IGBT模块的温度超过预设温度值时报警的报警器,报警器与温度传感器连接。

根据本实用新型实施例的IGBT模块老化系统,能够对IGBT模块进行老化,进而能够提高光伏逆变器的可靠性,保证光伏发电机组的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的第一种结构示意图;

图2示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的第二种结构示意图;

图3示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的第三种结构示意图;

图4示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的第四种结构示意图;

图5示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的第五种结构示意图;

图6示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的一种电路示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中,提出了许多具体细节,以便提供对本实用新型的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置和算法,而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中,没有示出公知的结构和技术,以便避免对本实用新型造成不必要的模糊。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中,为了清晰,可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。

此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的主要技术创意。

图1示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的第一种结构示意图。其可以包括:第一变压设备101、老化设备102和辅助老化设备103。

其中,老化设备102设置有用于安装IGBT模块的接口;老化设备102分别与第一变压设备101和辅助老化设备103相连。

当利用IGBT模块老化系统对IGBT模块进行老化时,基于老化设备102上设置的有用于安装IGBT模块的接口,将IGBT模块安装在老化设备102上。第一变压设备101与电源连接。

若电源电压高于老化设备102的额定电压,为了使老化设备102正常工作,则利用第一变压设备101将输入老化设备102的电压降低,此时第一变压设备101为降压变压设备。

若电源电压低于老化设备102的额定电压,为了使老化设备102正常工作,则利用第一变压设备101将输入老化设备102的电压升高,此时第一变压设备101为升压变压设备。

在本实用新型的一个实施例中,第一变压设备101可以为变压器。

在本实用新型的一个实施例中,辅助老化设备103可以为负载设备,用于消耗电能;也可以为第二变压设备,用于电能循环利用。

当老化设备102输出直流电压时,负载设备为直流负载设备。

当老化设备102输出交流电压时,负载设备为交流负载设备。

本实用新型实施例并不对负载设备的具体形式进行限定。

当辅助老化设备103为第二变压设备时,第二变压设备可以与电源相连,使电能可被循环利用,降低电能损耗。若老化设备102输出电压高于电源电压,则利用第二变压设备将老化设备102输出电压降低,此时第二变压设备为降压变压设备。若老化设备输出电压低于电源电压,则利用第二变压设备将老化设备102输出电压升高,此时第二变压设备为升压变压设备。

在本实用新型的一个实施例中,第二变压设备可以为变压器。

在本实用新型的一个实施例中,变压器可以为多抽头变压器。多抽头变压器可以输出不同伏特电压。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备102可以设置有用于安装IGBT模块的一个或两个以上接口。若在IGBT模块老化过程中,老化设备102上安装有多个IGBT模块,则可以同时对多个IGBT模块进行老化,提高IGBT模块老化效率。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备102可以包括:逆变器,逆变器设置有用于安装IGBT模块的一个或两个以上接口。基于逆变器上设置的有用于安装IGBT模块的接口,将IGBT模块安装在逆变器中。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备102可以包括:两个串联的逆变器,两个逆变器之间设置有直流开关,如图2所示。图2示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的第二种结构示意图。老化设备102包括:逆变器1和逆变器2,逆变器1和逆变器2之间设置有直流开关。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备102可以包括N个逆变器,分别为逆变器1、逆变器2、……、逆变器N-1和逆变器N。

在本实用新型的一个实施例中,逆变器1至N可以并联在一起;也可以串联在一起;还可以混连在一起,即逆变器1至N中既有串联在一起的逆变器,也有并联在一起的逆变器。

在本实用新型的一个实施例中,逆变器可以为光伏逆变器。

在本实用新型的一个实施例中,若通过IGBT模块的电流大于IGBT模块的额定电流,则IGBT模块很容易损坏。若通过IGBT模块的电流小于IGBT模块的额定电流,则IGBT模块老化效率较低。基于此,老化设备102还可以包括:电流调节器,用于调节通过IGBT模块的电流为IGBT模块的额定电流,保证通过IGBT模块的电流为IGBT模块的额定电流,如图3所示。图3示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的第三种结构示意图。

其中,逆变器1中安装有3个IGBT模块,分别为IGBT模块1、IGBT模块2和IGBT模块3;逆变器2中安装有3个IGBT模块,分别为IGBT模块4、IGBT模块5和IGBT模块6。IGBT模块1至6分别与电流调节器1至6相连,即每一个IGBT模块分别与一个电流调节器相连,每个电流调节器分别调节通过与其相连的IGBT模块的电流,保证通过与其相连的IGBT模块的电流为IGBT模块的额定电流。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备102还可以包括:温度传感器,用于测量IGBT模块的温度的温度传感器,如图4所示。图4示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的第四种结构示意图。

其中,温度传感器1至6分别与IGBT模块1至6相连,即每一个IGBT模块分别与一个温度传感器相连,每个温度传感器测量与其连接的IGBT模块的温度。

在本实用新型的一个实施例中,温度传感器也可以在图3所示实施例基础上增加。

观察温度传感器显示的温度,若温度传感器显示的温度超过预设温度值,则确定与该温度传感器连接的IGBT模块散热性能较差,该IGBT模块质量不合格。

若在IGBT模块老化过程中,每个温度传感器显示的温度均未超过预设温度值,则IGBT模块老化系统运行一段时间,完成对IGBT模块的老化。

若在该段时间内,IGBT模块老化系统运行不正常,则确定当前老化的IGBT模块中有驱动性能较差的IGBT模块。

在本实用新型的一个实施例中,老化设备102还可以包括:用于IGBT模块的温度超过预设温度值时报警的报警器,报警器与温度传感器连接,如图5所示。图5示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的第五种结构示意图。

其中,报警器1至6分别与温度传感器1至6相连,即每一个报警器分别与一个温度传感器相连,每个报警器用于与其连接的温度传感器测量到的IGBT模块的温度超过预设温度值时报警。

若在IGBT模块老化过程中,温度传感器测量到IGBT模块的温度超过预设温度值,则触发报警器报警,确定该IGBT模块散热性能较差,该IGBT模块质量不合格。

若在IGBT模块老化过程中,温度传感器测量到IGBT模块的温度没有超过预设温度值,则IGBT模块老化系统运行一段时间,完成对IGBT模块的老化。

若在该段时间内,IGBT模块老化系统运行不正常,则确定当前老化的IGBT模块中有驱动性能较差的IGBT模块。

若在该段时间内,IGBT模块老化系统运行正常,则确定当前老化的IGBT模块的驱动性能较好。

图6示出了本实用新型实施例提供的光伏发电机组用IGBT模块老化系统的一种电路示意图。

其中,该电路包括5个开关F1、F2、F3、F4和F5,两个变压器T1和T2,两个逆变器U1和U2。其中,IGBT模块安装在逆变器U1和U2中,逆变器U1和U2中还安装有电流调节器和报警器。

当利用IGBT模块老化系统对IGBT模块进行老化时,闭合5个开关,IGBT模块老化系统工作,电网交流电压通过变压器T1输入逆变器U1,此时逆变器U1的输入电压为逆变器U1的额定电压,逆变器U1将交流电整流为直流电为逆变器U2提供直流电能,逆变器U2将直流电逆变为交流电,逆变器U2输出端通过变压器U2与电网相连,使电能可被循环利用,降低电能损耗。

通过IGBT模块内部安装的电流传感器检测流经IGBT模块的电流值,当检测到的电流值不为IGBT模块的额定电流,通过逆变器中安装的电流调节器调节电流值,保证IGBT模块流经额定电流。

当报警器报警时,确定报警的报警器对应的IGBT模块散热性能较差,该IGBT模块质量不合格。

如果报警器均未报警,则IGBT模块老化系统运行一段时间,完成对IGBT模块的老化。若在该段时间内,IGBT模块老化系统运行不正常,则确定当前老化的IGBT模块中有驱动性能较差的IGBT模块;若在该段时间内,IGBT模块老化系统运行正常,则确定当前老化的IGBT模块的驱动性能较好。

根据本实用新型实施例的IGBT模块老化系统,能够对IGBT模块进行老化,进而能够提高光伏逆变器的可靠性,保证光伏发电机组的正常运行。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本实用新型的保护范围内。

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