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并网光伏系统中三电平逆变器寿命的对比评估

DOI：10.3390/en13051227 期刊：Energies 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 光伏能源降本仍需提升其在能源市场中的渗透水平。光伏逆变器的可靠性是降低光伏能源成本需重点强化的关键环节，因其与维护成本及年发电量密切相关。本文针对光伏系统中广泛采用的三电平逆变器拓扑——NPC与T型逆变器，以30kW并网光伏系统为对象进行寿命对比评估。研究聚焦功率器件展开（因两种变换器的电力电子元件除功率器件外完全相同），故结果可表征NPC与T型逆变器的可靠性性能差异。通过分析功率器件的损耗与温度分布，并对比不同功率等级、不同开关频率下的效率表现，进而基于光伏系统一年期运行工况，分别测算两种逆变器中影响可靠性的关键功率器件寿命并进行比较。
作者： Ui-Min Choi，June-Seok Lee
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

光伏逆变器的可靠性是降低光伏能源成本需提升的重要方面之一，因其与维护成本和年发电量密切相关。本文以30千瓦并网光伏系统为研究对象，对比评估了NPC型和T型这两种广泛应用于光伏系统的三电平逆变器拓扑结构的寿命。

研究成果

在相同的光伏系统运行工况下，NPC逆变器的使用寿命约为T型逆变器的2.3倍。若要达到同等使用寿命，T型逆变器需要比NPC逆变器具备更高的散热能力。该结果表明光伏逆变器的可靠性对光伏发电成本具有重要影响。

研究不足

本研究仅限于一个30千瓦的并网光伏系统，且仅关注NPC和T型逆变器的功率器件。由于目标IGBT?？榈氖倜Ｐ筒豢捎茫虼斯浪愕氖倜峁隹捎糜贜PC和T型逆变器之间的寿命比较。

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