【技术实现步骤摘要】
风电变流器IGBT模块平均故障间隔时间评估方法
本专利技术涉及一种风电变流器IGBT模块平均故障间隔时间评估方法，特别是一种基于雨流算法提取湍流风速下随机结温波动信息的风电变流器IGBT模块MTBF的评估方法。
技术介绍
风电变流器是影响风电机组及其入网稳定性的重要环节，但其却是风能转换系统中的薄弱环节之一，且其中超过50%的故障是因IGBT模块的功率循环失效造成的。此外，GB/T25388.1-2010《风力发电机组双馈式变流器技术条件》中明确要求变流器在各典型风况下的MTBF不小于两年。然而，定量模拟实际湍流风速与变流器可靠性的关系尚未实现，现有分析方法均假设各风速区间的风速为理想的恒定值，并未考虑各区间内风速的湍流特性。而实际风速却是随机频繁变化的湍流风速，且在其作用下，风电变流器IGBT模块的结温可能呈现随机波动的特性，往往导致现有评估模型很难对其结温信息进行准确提取。此外，目前大多研究在利用评估手册和电子设备评估模型分析传统电力传动用变流器IGBT模块功率循环能力时，仅关注结温平均值对IGBT模块失效的影响，而没有考虑结温波动的影响。因此，有必要计及结温波动的影响，研究湍流风速下变流器IGBT模块MTBF的准确评估方法。因此，本专利技术提 出一种基于雨流算法提取湍流风速下随机结温波动信息的风电变流器IGBT模块MTBF的评估方法具有重要的现实意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于雨流算法提取湍流风速下随机结温波动信息的风电变流器IGBT模块MTBF评估方法，该方法根据IGBT模块的Coffin-Manson失效寿...
【技术保护点】
一种风电变流器IGBT模块平均故障间隔时间评估方法，其特征在于：根据IGBT模块的Coffin‑Manson失效寿命模型，基于风电场的历史监测数据，利用雨流算法提取随机结温波动信息，对风电变流器IGBT模块的平均故障间隔时间MTBF进行计算。
【技术特征摘要】
1.一种风电变流器IGBT模块平均故障间隔时间评估方法，其特征在于:根据IGBT模块的Coffin-Manson失效寿命模型，基于风电场的历史监测数据，利用雨流算法提取随机结温波动信息，对风电变流器IGBT模块的平均故障间隔时间MTBF进行计算。2.根据权利要求1所述的一种风电变流器IGBT模块平均故障间隔时间评估方法，其特征在于:采用以下步骤进行评估: 1)基于风电场的历史监测数据获取与变流器IGBT模块MTBF评估相关的信息，所述相关的信息包括风速数据Vwind，变流器直流侧电压Udc, IGBT模块的开关频率fs，环境温度Ta ； 2)利用风速数据Vwind，基于风力机的输出功率与风速的关系，获取各风速下风力机捕获的功率Pt，并根据电网的需求获取风电机组的无功功率Qt，进而计算各风速下风电变流器输的运行特性，即功率因数cqW，调制度m，相电流的峰值Im ； 3)利用IGBT模块数据手册，获取其损耗参数，包括IGBT和D1de导通时的正向压降V1和vD，IGBT和D1de正向斜率电阻巧和rD，额定条件下IGBT的单位开、关损耗Em、Eoff及D1de的单位恢复损耗Eref，额定电压Un及额定电流In ； 4)利用IGBT模块数据手册，获取IGBT模块的热阻抗参数，包括IGBT或D1de的芯片至铜基板Foster网络的热阻抗ZIjc;或ZDj。；IGBT或D1de的铜基板至散热器的热阻抗Zldl或Zmi ；IGBT模块散热器的等效热阻抗Z6 ； 5)基于各风速下风电变流器的运行参m、Im及IGBT模块损耗参数，计算各风速下IGBT模块的损 耗；进而结合IGBT模块的热阻抗参数，计算得到IGBT...
【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，刘盛权，秦星，季海婷，胡姚刚，杨东，李洋，刘静，兰涌森，梁媛媛，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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