Conas a leithlisíonn dé-óid ciorcaid áitiúla le linn lochtanna greille cumhachta?

一, An mheicníocht fhisiciúil aonrú locht dé-óid
De bharr struchtúr acomhal PN dé-óid tá cumas blocála srutha nádúrtha aige. Nuair a tharlaíonn locht gearrchiorcad sa ghreille cumhachta, titeann an voltas ag an bpointe locht go géar, rud a chruthaíonn réimse leictreach claonta droim ar ais. Ag an am seo, téann an dé-óid isteach sa stát scoite, agus féadann an fhriotaíocht droim ar ais an leibhéal megaohm a bhaint amach. Ag glacadh leis an gcóras nasctha le greille fótavoltach mar shampla, nuair a tharlaíonn ciorcad gearr cuaille go cuaille ar an taobh DC, is féidir leis an dé-óid Schottky (cosúil le SB560, le titim voltais ar aghaidh de 0.5V) atá ceangailte go comhthreomhar le dhá cheann an mhodúil fhótavoltach voltas droim ar ais os cionn 1000V a sheasamh agus blocáil reatha a chomhlánú laistigh de 0.1 μ.

I gcórais chumarsáide, tá dlúthbhaint ag tréithe leithlisithe dé-óid leis an gcineál locht. Nuair a tharlaíonn locht talaimh aon phas amháin, ardaíonn an voltas céime neamhlochtaithe go dtí an leibhéal voltais líne. Ag an am seo, is féidir leis an dé-óid aisghabhála tapa (cosúil le FR307, am aisghabhála droim ar ais 100ns) atá ceangailte go comhthreomhar le dhá cheann an fheiste lasctha cosc ​​a chur go héifeachtach ar rómhuirearú toilleora. De réir sonraí tionscadal tarchurtha ± 500kV DC Tennet sa Ghearmáin, tar éis an scéim seo a ghlacadh, laghdaigh raon luaineachta voltas toilleora submodule ó ± 15% go ± 3%, agus feabhsaíodh éifeachtacht an chórais 1.2 pointe céatadáin.

2, Leithlisiú cásanna locht tipiciúil
1. Criosú locht ar chóras dáilte DC
I gcóras dáileacháin dé-óid dé-óid, nuair a tharlaíonn gearrchiorcad buan dhá chuaille sa líne, ardaíonn sruth tosaigh na líne lochtach go tapa go 8.3kA, agus meathann an sruth teirminéil go 0 laistigh de 1ms mar gheall ar shaintréithe scoite droim ar ais an dé-óid. Léiríonn an taighde a rinne foireann Li Bin ag Ollscoil Tianjin gur féidir leis an scéim seo raon tionchair na lochtanna idir dhá stáisiún tiontaire a theorannú, é a laghdú 60% i gcomparáid le scéimeanna traidisiúnta, agus an t-am titim voltais a ghiorrú ó 200ms go 20ms, ag feabhsú go mór iontaofacht an tsoláthair chumhachta.

Sa chur i bhfeidhm sonrach, tá modúl frithdhé-óid ag gach deighleog bus DC. Nuair a sháraíonn an sruth locht an tairseach, gearrann an gléas lasctha tapa an cosán locht laistigh de 100 μ s, agus cruthaíonn an dé-óid bacainn leithlisithe go huathoibríoch. Tar éis an teicneolaíocht seo a ghlacadh, mhéadaigh inverter fótavoltach Huawei SUN2000-125KTL a ghiniúint cumhachta 9.3% i gcásanna a raibh bac orthu go páirteach, le héifeachtacht Eorpach de 98.8%.

2. Cosaint tiontaire multilevel modúlach
San fhomhodúl MMC, cruthaíonn dé-óidí agus IGBTanna struchtúr blocála déthreo. Nuair a sháraíonn éagothroime voltais an toilleora fomhodúil 10%, taithííonn an tsraith dé-óid chomhdhúile sileacain nasctha (cosúil le C3D06060A) titim voltas chun tosaigh 1.3V@10A ) Is féidir leis ró-mhuirearú toilleora a chosc. Tar éis an scéim seo a ghlacadh, laghdaigh cobhsaitheoir greille Siemens SICAM AIS caillteanais aistrithe fomhodúil 40% agus ghiorrú an t-am freagartha córais ó 10ms go 3ms.

I gcleachtas innealtóireachta, is gá breathnú ar shaintréithe aisghabhála droim ar ais na dé-óid. Is féidir le húsáid dé-óidí aisghabhála tapa (cosúil le FR307) caillteanais aistrithe IGBT a laghdú 35% i gcomparáid le gnáth-cheartaitheoirí. Déanann dé-óid leithlisithe Chliste sraith Eangaí Cumhachta ABB monatóireacht ar theocht acomhal, paraiméadair reatha agus paraiméadair eile i bhfíor-am trí bhraiteoirí tógtha{-i, rabhadh a thabhairt do lochtanna féideartha 0.5m roimh ré, agus an meán-am idir teipeanna an chórais a mhéadú go dtí 200000 uair an chloig.

3. Dearadh iomarcach foinsí cumhachta dáilte
I inverters fótavoltach teaghrán, ilbhealaí MPPT bhaint amach iomarcaíocht cumhachta trí dé-óid nó ciorcaid geata. Nuair a laghdaítear cumhacht aschuir cainéal áirithe mar gheall ar bhacainn scáth, aistríonn an dé-óid Schottky (cosúil le MBR2045CT, le titim voltais ar aghaidh de 0.32V) go huathoibríoch chuig an gcainéal sláintiúil. Tá sé léirithe ag tástálacha gur féidir leis an scéim seo giniúint cumhachta eagair fhótavoltach a mhéadú 8% -12%, go háirithe i gcásanna a bhfuil bac orthu go páirteach ina bhfuil na buntáistí suntasacha.

Glacann córas stórála fuinnimh Tesla Megapack scéim leithlisithe chomhtháite, agus déanann rialtóir dé-óid idéalach bunaithe ar MOSFET (cosúil le LM5050) am aisghabhála droim ar ais nialas a bhaint amach. Laghdaíonn an scéim seo an caillteanas leithlis idir braislí ceallraí ó 2.5W go 0.3W, feabhsaítear éifeachtacht timthriall an chórais 0.2 pointe céatadáin, agus laghdaítear an titim voltas seoltachta de 0.05V faoi 90% i gcomparáid le dé-óid traidisiúnta.

3, leas iomlán a bhaint innealtóireachta agus straitéisí feabhsaithe feidhmíochta
1. Roghnú comhpháirteanna caillteanas íseal
Tá caillteanas seolta na dé-óidí sileacain thraidisiúnta anois ina bhac maidir le feidhmchláir ardmhinicíochta. Is féidir le húsáid dé-óid Schottky chomhdhúile sileacain caillteanais seolta a laghdú 60%. In inverter fótavoltach 100kW, laghdaíonn an scéim seo caillteanais dé-óid ó 120W go 48W agus feabhsaítear éifeachtacht an chórais faoi 0.05 pointe céatadáin. Tá an dé-óid EPC2054 GaN a sheol cuideachta EPC ag titim voltais ar aghaidh de ach 0.2V ag 10A reatha, atá 85% níos ísle ná feistí SiC.

2. Barrfheabhsú bainistíochta teirmeach
I bhfeidhmchláir ardchumhachta, tá rialú teochta acomhal dé-óid ríthábhachtach. Is féidir leis an scéim diomailt teasa ilchodach a úsáideann ramhar seoltach teirmeach silicone (friotaíocht teirmeach 0.5 céim / W) agus foshraith alúmanaim (friotaíocht teirmeach 1 céim / W) an teocht acomhal a laghdú ó 125 céim go 85 céim faoi 100A reatha, ag leathnú saol an fheiste níos mó ná trí huaire. Úsáideann inverters Huawei teicneolaíocht fuaraithe leachtach chun teocht acomhal an dé-óid a rialú laistigh de 105 céim agus chun an dlús cumhachta a mhéadú go 1.2kW/kg.

3. Dearadh comhoiriúnacht leictreamaighnéadach
Ní mór an torann di/dt a ghineann lasca dé-óid a shochtadh le ciorcad maolánach RC. In inverter 10kW, is féidir le ciorcad maolánach a úsáideann toilleoirí scannáin 0.1 μ F agus friotóir 10 Ω ró-rochtain voltais a laghdú ó 50V go 5V, ag comhlíonadh caighdeán comhoiriúnachta leictreamaighnéadach IEC 61000{-4-5. Sochtann dé-óid aonrúcháin Chliste sraith Siemens SIRIUS torann lasc faoi bhun 20dB trí líonra RC ionsuite.

4, treochtaí teicneolaíochta Frontier
1. Feidhmchláir leathsheoltóra bandgap leathan
Gallium nitride diodes, with their ultra-low on resistance (0.1m Ω· cm ²) and high-frequency characteristics (fT>1GHz), ag athsholáthar gléasanna sileacain de réir a chéile i-réimsí ardleibhéil amhail soláthairtí cumhachta bunstáisiúin 5G agus soláthairtí cumhachta aeraspáis. Tá an dé-óid EPC2054 GaN a sheol cuideachta EPC ag titim voltais ar aghaidh de ach 0.2V ag 10A reatha, atá 85% níos ísle ná feistí SiC.

2. Comhtháthú na teicneolaíochta leithlisithe Chliste
Is féidir leis an modúl dé-óid Chliste in éineacht le teicneolaíocht rialaithe digiteach cúiteamh titim voltas dinimiciúil agus tuar locht a bhaint amach. Déanann an tsraith Power Eangach dé-óid leithlisithe cliste arna seoladh ag cuideachta ABB monatóireacht ar theocht acomhal, paraiméadair reatha agus eile i bhfíor-am trí-i braiteoirí tógtha, agus rabhadh a thabhairt roimh lochtanna féideartha 0.5ms, ag méadú meán-am saor ó locht an chórais go 200000 uair an chloig.

5, Cásanna iarratais tionscail
1. Tionscadal tarchurtha Tennet DC sa Ghearmáin
Sa tionscadal tarchurtha ± 500kV DC, laghdaíonn fo-mhodúl MMC ag baint úsáide as modúil dé-óid chomhdhúile sileacain raon luaineachta voltais an toilleora submodule ó ± 15% go ± 3%, agus feabhsaítear éifeachtacht an chórais 1.2 pointe céatadáin. Sroicheann cumas tarchurtha bliantúil an tionscadail seo 12 billiún cileavata uair an chloig, atá comhionann le tomhaltas guail caighdeánach a laghdú 3.6 milliún tonna.

2. Córas stórála fuinnimh Tesla Megapack
Feabhsaíonn an scéim leithlisithe braisle ceallraí atá bunaithe ar dé-óid GaN éifeachtacht timthriall an chórais 0.2 pointe céatadáin, agus laghdaítear an titim voltas seolta 90% i gcomparáid le dé-óid traidisiúnta ag 0.05V. Tá an córas imscartha ar fud an domhain le breis agus 10 GWh, ag tacú le tomhaltas fuinnimh in-athnuaite.