兆瓦级风电并网变流器：高效功率损耗分析与电容纹波控制策略

本文主要探讨了兆瓦级全功率风电并网变流器中的关键部件——功率组件设计。针对交流电流纹波对系统效率的影响，作者提出了一种高精度的功率损耗估算方法，该方法不仅考虑了系统运行时的实际工况，还简化了分析过程，使得工程师能够快速准确地评估变流器在不同负载下的能量损失。同时，文章着重关注了直流电容的温升问题，因为电容电流纹波是影响其性能的重要因素。通过研究杂散参数如何影响电容纹波电流的分布，作者提出了一种实用的分析策略，以确保电容的稳定工作并降低热管理挑战。 设计的核心部分是一个包含功率器件、高效散热器、以及用于监测电容电流的传感器在内的1 MW标准功率组件。这个组件旨在满足兆瓦级风电变流器的高效率和可靠性要求。通过实验和模拟测试，作者验证了所提出的功率损耗估算方法和电容纹波分析方法的有效性。这种方法在多峰值光伏模块部分遮挡或特性各异的发电系统中尤为适用，它采用模拟定位电路硬件来快速找到全局最大功率点，避免了传统扫描功率曲线方法中高速模数转换电路的使用，从而减轻了对跟随控制电路的干扰，提高了系统的整体效率。 此外，文中还提到了一种基于模拟定位电路的多峰值最大功率跟踪（MPPT）策略，这对于光伏系统在复杂光照条件下的优化运行至关重要。这种策略结合了硬件的精确性和软件的灵活性，能够在多峰条件下稳定地追踪和调整光伏系统的最大功率输出，从而实现最佳能源利用。 这篇文章提供了一种创新的电力自动化设备设计思路，对于兆瓦级风电变流器的研发和优化具有实际应用价值，尤其是在提升系统性能、降低成本和减少环境影响方面。