Magna-Power 超大功率1.5MW大型程控直流電源系統(tǒng)

       美國能源部國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室位于科羅拉多州戈?duì)柕鞘校∟REL），是美國的可再生能源研發(fā)機(jī)構(gòu)，采購了Magna-Power的超大功率1.5MW的大型程控直流電源系統(tǒng)，為清潔、可再生和智能的美國能源基礎(chǔ)設(shè)施提供了一個(gè)測(cè)試平臺(tái)。這套系統(tǒng)由NREL的能源系統(tǒng)集成設(shè)施公司（ESIF）整合實(shí)施。

      這套大功率直流電源系統(tǒng)由六臺(tái)MTD1000-250/480+HS+ISO+LXI電源組成，可根據(jù)測(cè)試需求配置為主從式串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。每臺(tái)MTD1000-250/480+HS+ISO+LXI電源模塊可連續(xù)提供0-1000 Vdc和0-250 Adc。使用+ISO選項(xiàng)時(shí)，每個(gè)單元的直流輸出隔離額定值為±4000 Vdc，允許模塊串聯(lián)配置高達(dá)4000 Vdc。這六臺(tái)直流電源可以實(shí)現(xiàn)多種串并聯(lián)配置，可作為標(biāo)準(zhǔn)恒流、恒壓電源或光伏仿真模擬器使用。作為一個(gè)光伏模擬器，該系統(tǒng)用于新技術(shù)和商業(yè)產(chǎn)品的測(cè)試和評(píng)估。

       NREL的Mariko Shirazi工程師是經(jīng)驗(yàn)豐富的光伏模擬測(cè)試應(yīng)用工程師，他對(duì)Magna-Power的程控直流電源的光伏應(yīng)用做出了一下訪談評(píng)論。

國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL），特別是能源系統(tǒng)集成設(shè)施（ESIF）的任務(wù)是什么？

該設(shè)施的總體目標(biāo)是測(cè)試包括電、熱和燃料在內(nèi)的能源系統(tǒng)，并提供一個(gè)平臺(tái)，將所有這些系統(tǒng)集成到一個(gè)統(tǒng)一的試驗(yàn)臺(tái)上。

如何使用程控直流電源來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？

程控直流電源被用作光伏（PV）模擬器。ESIF的吸引力之一是我們有能力在這里測(cè)試商業(yè)和公用事業(yè)規(guī)模（即100千瓦、1兆瓦等）光伏逆變器，逆變器制造商有興趣把他們的逆變器帶到這里來測(cè)試。此次增加1.5MW的直流光伏模擬能力后，可以不依賴于環(huán)境條件產(chǎn)生可重復(fù)的測(cè)試條件。

評(píng)估各種類型的電源和光伏模擬器時(shí)，有哪些關(guān)鍵的選擇因素？

功率和電壓額定值、帶寬和成本。隔離電壓額定值、模塊化、外部模擬輸入和類型（電壓/電流vs.輻照度/溫度，每種輸入都有其自身的優(yōu)點(diǎn)，具體取決于應(yīng)用），軟件成熟度、PV曲線上模擬點(diǎn)的數(shù)量，連續(xù)曲線之間的插值。光伏模擬器更新曲線的速度，能夠模擬多二極管/多峰曲線。

光伏功率仿真（PPPE）軟件的哪些關(guān)鍵特性簡化了您的測(cè)試？

我們喜歡手動(dòng)輸入陣列或通過大功率點(diǎn)、開路電壓和短路參數(shù)輸入陣列的能力，可以輸入溫度和輻照度。

哪些應(yīng)用程序要求高隔離（+ISO）選項(xiàng)呢？

我們希望在±2000伏直流電下運(yùn)行，不管是浮動(dòng)的還是接地的，所以我們肯定有可能浮在標(biāo)準(zhǔn)配置的輸出隔離之上。我們想要高的輸出隔離電壓，這也是一個(gè)決定因素。

是否計(jì)劃為您自己的控制器利用模擬數(shù)字I/O？

是的，我們已經(jīng)有了。我們使用一個(gè)實(shí)時(shí)Opal-RT系統(tǒng)，使用我們自己的PV模型進(jìn)行仿真。我很驚訝Magna-Power的模擬量控制和實(shí)時(shí)Opal-RT系統(tǒng)做的一樣好！

Magna-Power直流電源系統(tǒng)中的哪些集成功能確保了該應(yīng)用的安全性？

肯定是Interlock（聯(lián)鎖）緊急停止輸入功能。

Magna-Power直流電源系統(tǒng)使用250千瓦的電源模塊組成，您是否使用這種模塊化來重新配置系統(tǒng)？

模塊化是關(guān)鍵，因?yàn)槲覀兛赡芤獪y(cè)試一個(gè)1.5兆瓦的逆變器，三個(gè)不同的500kW逆變器，六個(gè)250kW的逆變器。你可以想象，因?yàn)樽鳛槟茉聪到y(tǒng)集成設(shè)施，我們要測(cè)試單源設(shè)備，同時(shí)還要測(cè)試多個(gè)源設(shè)備對(duì)平臺(tái)的影響。

MarikoShirazi目前擔(dān)任NREL能源系統(tǒng)集成設(shè)施（ESIF）的首要REDB工程師。REDB（研究配電總線）是ESIF電氣系統(tǒng)測(cè)試基礎(chǔ)設(shè)施的根本。作為REDB首要工程師，Mari負(fù)責(zé)確保與REDB相連的關(guān)鍵研究電氣設(shè)備的持續(xù)相關(guān)性、性能和安全運(yùn)行。在學(xué)術(shù)研究方面，Mari專注于電力電子和微電網(wǎng)控制的開發(fā)。Mari獲得了阿拉斯加州大學(xué)費(fèi)爾班克斯分校的機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位，以及科羅拉多大學(xué)博爾德分校的電氣工程碩士和博士學(xué)位。