可靠的电源对于馈电、回收电能和消耗电能设置了很高的要求,这些高标准可归结为“电源质量”一词的含义。举例来说,符合规定且均匀地从当地可再生能源向电网供电,限制电能回收中的网络失真,以及防止敏感用户出现电源故障等都是重要的应用。对于所有这些应用,赛米控提供特别适合每个应用的功率模块,不仅满足现有要求,而且稳定可靠、成本效益高。

为了缩小线路滤波器和变压器的体积,降低重量和成本,并将电网干扰降至最低,有必要实现最高开关频率。通过使用 NPC 和 TNPC 拓扑结构的三电平 IGBT 模块——赛米控制造的 SKiM、SEMITRANS、MiniSKiiP 和 SEMITOP 模块产品组合,输出范围广泛——能够以较低的开关损耗获得高脉冲频率。

有源线路滤波器的方框图。

有源线路滤波器(电源质量管理)

特别是工业设施和铁路网络的运营商,他们使用带有 IGBT 模块的有源线路滤波器来满足能源供应商在低电源反馈方面的要求。应用涵盖广泛的输出范围,从 1kVA 到采用并联功率变流器的数兆瓦。有源线路滤波器属于可控电源,能够以任何振幅、频率或相位将电流输送至网络,对由负荷引起的谐波和无功功率进行补偿。其拓扑结构为直流总线电压逆变器通过滤波器与网络连接(见图 2)。

对网络中电流的真实值与目标值不断比较,可以确定能量必须从直流母线电容器通过逆变器送入网络,各相单独输送。为了获得良好的动态控制,必须使用最高脉冲频率。

电能存储系统的规模和放电时间

电力 存储 

“电力存储”应用包括多种应用领域,例如:

  • 对电源故障进行援助,用 UPS(不间断电源)系统保护敏感用户。
  • 电能存储,以便在电网故障期间对风能和光伏太阳能系统进行短期支持,以及对短期的生产不足进行弥补
  • 存储大量能量,为有限的供电网络提供长期支持,或者将生产商不可预期的、不均匀的发电整合到电网中。

    如今,电能存储系统可根据存储容量和放电时间,既可以作为机械能(飞轮能量存储、泵存储、压缩空气存储)直接存储(例如电池存储、电容存储、超导磁存储),也可以用电解产生的氢气进行存储。

    如今,最常见的是用在 UPS 中的铅电池、硫化钠、氧化还原液流电池或锂电池等电池存储系统。

    三电平逆变器拓扑结构 NPC 和 TNPC

    UPS 系统

    家庭和工业用的标准 UPS 系统电源范围约在 1kW 至 1MW 之间,除其它功能外,此系统还有一个 IGBT 逆变器(通常为三相)和直流/交流变流器。目前市场上的 UPS 系统逆变器有多种不同的拓扑结构。高效率是 UPS 系统的主要卖点,能够获得高效率的三电平拓扑结构变得越来越重要。由于输出电压有三级开关电平,所以三电平拓扑结构会因其较低的线路谐波有助于减少滤波量。

    用于电源质量应用的赛米控产品