大功率储能变流器功率模组DC-link 电容器的试验研究

杨轶成，丁明进，孙 婷，霍利杰，胡 炫

（国电南京自动化股份有限公司,南京 210003）

在化石能源枯竭和环境保护的双重压力下，我国能源产业结构亟待转型，可再生能源发电所占比例不断提高[1]。光伏发电和风力发电固有的间歇性和波动性，使大功率电化学储能成为有效利用可再生清洁能源必不可少的关键技术，而大功率能量转换系统是电化学储能系统的核心之一[2]。

与小功率变流器一体化结构设计不同，鉴于散热运维等考虑，大功率储能变流器功率桥臂主要采用模块化模组结构设计。桥臂模组是变流器的重要组成部分，模组设计可靠性直接决定变流器的性能[3]，而模组中设计选取的DC-link 电容直接决定装置的整体寿命。已有很多文献从电容容量和纹波电流等方面对其进行了研究[4-8]，但都是针对单个模组或系统，没有考虑大功率变流器采用模组设计时模组间连接铜排的杂散参数对模组内直流电容纹波的影响，因此对于大功率模组设计产品具有一定的局限性。文献[3]在考虑功率模组间杂散参数对直流电容纹波电流的影响后，提出了一种分析电容纹波的简化方法，为直流电容的选型提供了更全面的依据。

本文从满足最恶劣运行工况下电容纹波电流和满足动态响应的电容容值这两方面，对三相大功率储能变流器功率模组中的DC-link 电容进行了计算设计。并在简化模型下分析了功率模组间连接铜排寄生电感对电容纹波电流的放大效应。……