SiC碳化硅功率模块在125KW工商业PCS中的应用

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革掉IGBT模块变流器PCS的命-基本半导体产品在125KW工商业PCS中的应用_241028_Rev.1.1..pdf (10.66 MB, 下载次数: 1)

2024-11-24 12:25 上传

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SiC模块方案取代传统IGBT模块的PCS-基本半导体产品在125kW工商业PCS中的应用_241204_R.pdf (10.75 MB, 下载次数: 1)

2024-12-7 09:14 上传

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BASiC™基半股份一级代理商全力推进SiC模块在电力电子应用中全面取代IGBT模块，实现电力电子产业升级和自主可控！

为什么在储能变流器PCS应用中碳化硅SiC模块全面革掉IGBT模块的命！

储能变流器（Power Conversion System）英文简称PCS，可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。 储能变流器PCS由DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。 根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS储能变流器，全称Power Conversion System，是储能系统中的关键设备，用于实现储能电池与电网之间的能量转换和双向流动。它能够将直流电转换为交流电或将交流电转换为直流电，以满足电网对储能系统的充放电需求。PCS储能变流器在储能系统中扮演着“桥梁”的角色，连接着储能电池和电网，确保储能系统的高效、稳定运行。

PCS储能变流器的应用场景

1.能量时移：在用户侧储能系统中，PCS储能变流器可以用于能量时移，将白天时段内光伏多余的发电量储存起来，在晚上或者阴雨天气无光伏发电量的时段内再通过PCS释放出来，可以实现光伏发电的最大化自发自用。

2.峰谷套利：在用户侧储能系统中，尤其是执行分时电价的工商业园区，PCS储能变流器可用于进行峰谷套利，通过在电价低廉的时间段进行充电，在电价高昂的时间段进行放电，实现低充高放进行套利，达到节省园区整体用电成本的目的。

3.动态扩容：在电力容量受限的场景，类似电动汽车充电站场景，通过PCS储能变流器配置储能电池来进行动态扩容，充电高峰时候，PCS储能变流器进行放电，提供额外的功率支持；充电低峰时，PCS储能变流器进行充电，储存低价的电能进行备用，既能实现峰谷套利，又能给充电场站进行动态扩容。

4. 微电网系统：在微电网系统中，PCS储能变流器能够实现分布式电源与储能系统的协调控制，提高微电网的稳定性和供电质量。通过PCS储能变流器的精确功率控制和智能能量管理，可以实现微电网系统中电源和负荷的平衡和优化调度。

5. 电力系统调频调峰：在电力系统中，PCS储能变流器可以用于调频调峰，提高电网的稳定性和可靠性。当电网负荷高峰时，PCS储能变流器可以释放储能电池中的能量，为电网提供额外的功率支持；当电网负荷低谷时，PCS储能变流器则可以吸收电网中的多余能量，为储能电池充电，以备后用。

PCS储能变流器的发展趋势

目前在大型储能电站中普遍采用集中式PCS,一台大功率PCS同时控制多簇并联的电池，电池簇间的不均衡问题得不到有效的处理；而组串式PCS，一台中小功率的PCS只控制一簇电池，实现一簇一管理，有效规避电池簇间的木桶效应，提升系统寿命，提高全寿命周期放电容量，组串式PCS规模化应用趋势已见雏形，在工商业储能一体柜中组串式PCS已成为行业主流方案，未来在大型储能电站中也将实现大规模化应用。

随着新能源和智能电网的快速发展以及储能技术的不断进步，PCS储能变流器将面临更大的发展机遇和挑战。未来，PCS储能变流器将朝着更高效、更智能、更灵活的方向发展。

IGBT模块在十几 kHz开关频率中就会表现出严重的局限性，由于IGBT模块尾电流导致损耗较大。使用 SiC-MOSFET模块，开关频率增加，从而减小了滤波器体积。SiC 模块允许在数十和数百 kHz 的频率下运行，开关损耗相对较低，从而显著减少了滤波器和散热热系统的体积。这些技术进步使变流器总体积大幅度减少，效率提高，从而能够在较低温度下运行并可能延长组件的使用寿命。
为了满足PCS储能变流器更高效的需求，使用基本公司碳化硅SiC模块全面取代IGBT模块，可以提升系统效率1%，有效提升客户在PCS生命周期里的收益。SiC模块全面取代IGBT模块，从而将PCS储能变流器开关损耗降低高达 70% 至 80%，在储能变流器PCS应用中碳化硅SiC模块全面革掉IGBT模块的命！

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