Fraunhofer ISE开发出中压电网直联式逆变器

《全球光伏》了解到，Fraunhofer ISE采用3.3 kV – 碳化硅SiC晶体管开发了250千瓦逆变器堆栈，可以将逆变器直接连接到中压电网。

随着能源过渡的进行，电网的扩展变得越来越重要，越来越多的可再生能源发电厂以及储能系统都需要连接到电网。但除了单纯的电能输入或反馈外，电力电子设备还必须执行其他电网支持任务。因此，当前逆变器主要接入低压电网，再通过大型50 Hz变压器耦合到中压电网。

弗劳恩霍夫太阳能系统研究所在“ SiC-MSBat”项目中，研究人员与合作伙伴开发并成功调试了一种高度紧凑的SiC逆变器，凭借SiC逆变器的高控制动态特性，可以承担电网稳定任务，例如充当有源电力滤波器以补偿中压电网中的谐波，因而可以直接馈入3 kV AC中压电网。

据悉，该逆变器在额定功率下可达到98.4%的极高效率，并且其设计允许多个逆变器堆栈的进行块化互连，以实现几兆瓦的系统输出。考虑到开关柜和冷却单元的额外安装空间，与该电压等级的商用逆变器系统相比，逆变器系统可节省多达40%的体积。

更高的功率密度

逆变器采用SiC可以实现比传统逆变器更高的功率密度。对于城市中心地区、工厂屋顶、现有旧工厂进行改造时，紧凑的设计是一个特别的优势。除了单纯的系统成本外，建筑和基础设施成本也起着非常重要的作用，尤其是在城市地区。

更高的开关频率

该款设计采用了新型的3.3kV SiC晶体管，与常见的硅晶体管相比，其功耗大大降低，因而可以以16 kHz的开关频率操作逆变器堆栈。二对于最先进的硅晶体管，在该电压等级中，开关频率只能降低约10倍。高开关频率可让无源元件更小，节省无源元件的成本。

更好的散热效果

逆变器的另一个特殊需求是散热。该设计使用合成酯作为冷却介质的主动液体冷却，该介质被泵送通过逆变器，并通过液体散热器和过滤器扼流圈来冷却。散热器和扼流圈被容纳在一个密闭的容器中，用于过滤器扼流圈的冷却介质同时用作电绝缘介质，从而使过滤器扼流圈变得更加紧凑。