双馈风电变流器IGBT模块功率循环能力评估

【摘要】：为准确评估不同风况下双馈风电机组变流器的可靠性水平,提出一种机侧变流器IGBT模块的功率循环能力评估方法,并研究了风速对功率循环能力的影响。基于器件失效模型,建立机侧变流器IGBT模块的平均失效时间(MTTF)计算模型。结合变流器实时运行参数,建立机侧变流器IGBT模块结温计算模型,并分析湍流风速对结温波动的影响,进而提出基于雨流算法提取随机结温波动信息。根据提取的随机结温波动信息,结合风速统计特性,提出机侧变流器IGBT模块功率循环能力评估模型。最后,以某1.5 MW双馈风电机组机侧变流器IGBT模块为例,分析年平均风速及湍流强度对其功率循环能力的影响。分析结果表明:该变流器IGBT模块的MTTF其随着年平均风速及湍流强度的增大而减小;相比传统评估模型,所建立的评估模型更准确。 【作者单位】： 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室;重庆科凯前卫风电设备有限责任公司;
【关键词】： 双馈风电机组 风电 变流器 IGBT 功率循环能力 结温 湍流风速 可靠性 评估
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51377184) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(CDJZR12150074) 国家国际科技合作专项资助项目(2013DFG61520) 重庆市集成示范计划项目(CSTC2013JCSF70003)~~
【分类号】：TM46
【正文快照】： 0引言风电变流器作为风能转换系统中的枢纽,是影响风电机组及其入网稳定性的重要环节,但现有文献表明,风电变流器是风能转换系统中的薄弱环节之一,因变流器失效导致系统故障占的比重很大,而且其中超过50%的故障是因IGBT模块(6组IGBT及其反并联二极管构成)功率循环失效造成的[1

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