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光伏+能源储存是目前非常流行的一种能源发展方式

2023-06-07 23:29:00

光伏+能源储存是目前非常流行的一种能源发展方式

“光伏+储能”方式中,光伏逆变器和储能变流器是两个关键基础设施,其中包括AD9058AJJ变压器、过滤线圈、PFC电感、功率电感、电压互感器等多个关键元件。电压互感器和主变压器应用于变压部分的DC侧。在微型逆变器经典的500W反激电路拓扑架构中,主要包括四种磁性器件:PQ主变压器、互感器、差模电感和共模电感。

光伏发电是近年来能源发展的方向,但光伏发电不能作为满足各种能源供应的单独能源形式,必须与储能和传统能源相协调发展。“光伏+能源储存是目前非常流行的一种能源发展方式。

“光伏+储能”方式中,光伏逆变器和储能变流器是两个关键基础设施,其中包括变压器、过滤线圈、PFC电感、功率电感、电压互感器等多个关键元件。这些关键磁性元件都处于高功率密度、宽温、高频和低损失的发展方向。

在不同的光储场景中的关键部件

就整个家用光伏结构而言,光储存是一体化的。根据MPPT变压,光伏板发出的一部分DC存储在储能电池中,另一部分根据逆变器在互联网上发电或自用。电压互感器和主变压器应用于变压部分的DC侧。AC侧还使用了电压互感器和一些共模或差模电感,但目前也有差模一体化结构集成技术,在差模信号控制方面更好。主要控制部分主要包括一些功能电感和EP变压器。

如果分配更准确,关键部件中的组串逆变器和储能逆变器基本没有区别,但微逆变器增加了一个PQ变压器。这种变压器结构密切,功率大,频率高。PQ形状设计优化了磁芯体积、面积和绕组面积之间的比例,用最小磁芯带来了最大的电感和最大的绕组面积。

在储能BMS的应用中,有大量的共模电感和功率电感。还有一种很少提到的应用,比如功率优化器。这些应用有大量的功率电感和射频电感,对磁珠有很多要求。

磁性元件必须包括EMC滤波电感、Boost变压电感、逆变电感、高低频隔离变压器、驱动变压器等。在光伏逆变过程中储存能量、变压、过滤和清除EMI。根据固德威的数据,电感占光伏逆变器原材料成本的13%左右,磁性元件确实在光伏和储能的发展推动下快速增长。

部件升级提升小型逆变和组串逆变效率

在微型逆变器经典的500W反激电路拓扑架构中,主要包括四种磁性器件:PQ主变压器、互感器、差模电感和共模电感。如果有辅助电源,就有辅助变压器。第一类元器件的主变压器主要在这里完成隔离和变压的功能。第二类元器件的电压互感器基本上用于DC侧和交流侧,关键是完成电流采样和保护。差模或共模电感通常完成EMC过滤。

主变压器元件直接决定了电路的整体转换效率。目前,行业内的制造商必须在这个方向上做宽频、宽温和低损耗。例如,自主研发的磁性材料在这些特性上取得了许多突破,可以使电路的整体转换效率达到97%以上。

在电流互感方面,目前重视的是较小的自然间隙,较小的细线缠绕阻力和较高的抗压能力,这是对厂家工艺积累的考验。从目前国内头部厂商的用例来看,目前国内电流互感容易出现商品平面度不标准的问题,导致修复,需要时间在这方面积累升级。

一般来说,串式逆变架构的功率很高,所以电感部分主要是大功率电感,一些LLC平面变压器应该用在主变压器部分。目前,大多数共模电感终端的设计主要是基于两极架构。PCB平面变压器是未来的发展方向,可以很好地满足串式逆变和储能逆变中大电流的要求。

为提高逆变器的效率,功率优化器在越来越多的设计中得到了广泛的应用。功率优化器实际上是一种DCDC转换电路,因此所需的磁性设备也通过大电流和高抗压路径。

此外,储能BMS还涉及到相当多的变压器或磁性元件的使用。大型储能系统电压等级高,需要多串AFE级联,有很多区域需要使用变压器或磁性元件进行隔离通信。此外,综合成型功率电感在饱和电流和DCR方面的优势也使其成为光储大功率场所的热门常客。

随着功率的提高和频率的提高,光储应用对关键部件的热排放要求越来越高。提高热排放是目前很多零部件厂商关注的新产品定位。

总结

从国内市场来看,一些光储逆变元件已经脱离了进口依赖。在光储市场井喷式增长的背景下,对关键元件的要求不断上升,这也促进了国内光储关键元件产能的扩张,越来越多的磁性元件制造商进入光储跑道。




能源流行平面升级过滤逆变器

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