【摘要】：風電機側(cè)變流器中絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊運行時承受著復雜的多時間常數(shù)特性熱載荷,是風電系統(tǒng)中最為薄弱的環(huán)節(jié)之一。然而現(xiàn)有研究更多是簡單選取工作點數(shù)據(jù)或者僅考慮穩(wěn)態(tài)工況以及無法考慮外部環(huán)境的長期隨機變化。因此,本文建立了一種能夠綜合計及IGBT模塊熱載荷的復雜時間常數(shù)特性影響的壽命評估模型。分析了實際風電場中不同時間常數(shù)熱載荷的壽命消耗特點,以及風速分布與壽命消耗之間的關系。研究了不同氣溫等效方法對壽命評估的影響規(guī)律,最后通過實驗驗證了該方法的準確性。結(jié)果表明,雙饋風機中低頻周期熱載荷造成的壽命消耗更為嚴重,占到整體壽命消耗的64.42%。基頻周期壽命消耗與風速概率密度具有嚴重的不對稱性,超過60%的IGBT模塊壽命主要消耗在低概率密度的高風速區(qū)間。氣溫等效方法對基頻周期熱載荷影響可以忽略不計,而忽略氣溫波動將導致低頻周期壽命消耗評估結(jié)果減小12.26%。
[Abstract]:The operation of the insulated gate bipolar transistor (IGBT) module in the wind motor-side converter is one of the most weak links in the wind power system. However, that exist study is more simple to select the work point data or only to consider the steady state condition and to consider the long-term random variation of the external environment. Therefore, this paper establishes a service life evaluation model which can comprehensively take into account the influence of the thermal load of the IGBT module on the characteristics of the complex time constant. The life-consuming characteristics of different time constant thermal loads in the real wind farm and the relation between the wind speed distribution and the life consumption are analyzed. The influence of different temperature equivalent methods on the life assessment is studied, and the accuracy of the method is verified by the experiment. The results show that the lifetime consumption of the low-frequency cycle heat load in the double-fed fan is more serious, accounting for 64.42% of the total life consumption. The life consumption of the fundamental frequency period and the probability density of the wind speed have serious asymmetry, and the life of the IGBT module over 60% is mainly consumed in the high wind speed interval of the low probability density. The effect of the temperature equivalent method on the thermal load of the fundamental frequency period is negligible, and the neglect of the temperature fluctuation will result in a decrease of 12.26% of the evaluation of the life consumption of the low frequency period.
【作者單位】： 輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點實驗室(重慶大學);國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學研究院;
【基金】：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)(2012CB25200) 國家自然科學基金(51477019) 中央高�；究蒲袠I(yè)務費(106112015CDJXY150004)資助項目
【分類號】：TM46;TM614

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本文編號：2487857