基于IGBT的太陽能逆變器可靠性研究及故障停機發(fā)電量損失預測.pdf

1、太陽能光伏系統(tǒng)的可靠性對能源轉換的穩(wěn)定性，持續(xù)性很重要。而太陽能逆變器作為太陽能光伏系統(tǒng)中的主要部件是系統(tǒng)中可靠性最薄弱的環(huán)節(jié)。本文圍繞太陽能逆變器的可靠性問題，在光伏系統(tǒng)級別和半導體器件級別，綜合電學，熱學和統(tǒng)計學的研究方法，對逆變器在光伏系統(tǒng)中的作用，失效機理，壽命評估和失效后果進行了基礎研究。
　?。?）在光伏系統(tǒng)設計層面，根據光伏陣列與逆變器電壓，電流以及功率的匹配性，并考慮光伏逆變器的效率曲線特點，系統(tǒng)地分析了選擇光伏逆

2、變器的要求和原則，并根據實例作了具體的分析和比較。
　?。?）在IGBT半導體開關器件層面，根據IGBT開關功耗能耗理論和IGBT開關失效機理，在建立IGBT模塊熱網絡模型，通過有限元方法，提取了IGBT模塊的瞬時熱阻抗曲線，并與IGBT產品手冊中的數(shù)據作了對比，穩(wěn)態(tài)熱阻誤差為2.86％。
　?。?）以得到的IGBT模塊瞬時熱阻抗參數(shù)，依據模塊傳熱網絡模型，建立熱-電耦合模擬電路，得到 IGBT芯片在周期熱損耗載荷條件下的溫

3、度分布曲線，并將結果與理論值做對比，偏差小于1.36%，從而驗證了模擬電路的正確性。并在此基礎上，根據IGBT模塊壽命預測模型，對IGBT模塊SKM75GB063D（600V/75A）進行了壽命預測。
　?。?）最后，從統(tǒng)計學角度出發(fā)，以逆變器歷史發(fā)電量的數(shù)據相關性為基礎的，通過使用相關性系數(shù)在99.9%左右的逆變器作為發(fā)電量損失預測，在時間維度為一天和一周的范圍上，預測的精確度是適用于工業(yè)實際的（時間維度在天和周的平均預測誤差在