研究目的
研究在自发自用模式下,住宅光伏-电池储能系统中电池运行对光伏逆变器可靠性的影响。
研究成果
在光伏应用中集成电池系统可通过降低电池充电时的负载来提高光伏逆变器的可靠性。研究表明,在一年的运行中累积损伤减少了11%。电池容量和转换器额定功率对光伏逆变器的可靠性有显著影响,较大的电池容量和较小的转换器额定功率可带来进一步的改善。然而,这些参数应在考虑其他设计因素的情况下进行优化,以最大化电池系统在光伏应用中的整体效益。
研究不足
该研究聚焦于特定配置(直流耦合光伏-电池储能系统)及自发自用模式下的光伏逆变器可靠性。分析基于德国林登贝格单一地点的运行工况数据,可能无法代表所有运行条件。虽对电池系统参数的影响进行了分析,但成本、电池寿命等其他设计要素尚未完全纳入优化考量。
1:实验设计与方法选择:
本研究评估了德国一个6千瓦住宅光伏-电池储能系统中光伏逆变器的可靠性,重点关注自用方案下电池运行的影响。研究方法包括基于任务剖面的可靠性评估,考虑太阳辐照度、环境温度和负载剖面。
2:样本选择与数据来源:
采用德国林登贝格地区一年的任务剖面数据(包含太阳辐照度和环境温度数据),以及基于32户住宅实测数据的家庭负载剖面。
3:实验设备与材料清单:
配备集成电池储能的6千瓦光伏系统,包括光伏阵列、电池系统、光伏逆变器和电池转换器。具体参数为:电池容量7.5千瓦时,电池转换器额定功率3千瓦,光伏逆变器额定功率6千瓦。
4:5千瓦时,电池转换器额定功率3千瓦,光伏逆变器额定功率6千瓦。
实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:研究通过任务剖面计算光伏阵列输出功率,结合电池运行确定光伏逆变器负载,并利用损耗与热模型评估功率器件的热负载与损伤情况。
5:数据分析方法:
采用IGBT模块寿命模型计算功率器件损伤,考虑循环幅值、平均结温及循环周期等热应力指标,通过Miner法则评估累积损伤。
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