[发明专利]风电变流器均热控制方法、装置、系统、设备及介质

说明书

本申请公开了一种风电变流器均热控制方法、装置、系统、设备及计算机可读存储介质，方法包括：利用第一可切换变流器中第一IGBT模块的第一壳温及第二可切换变流器中第二IGBT模块的第二壳温得到壳温差；利用机侧总损耗功率和网侧总损耗功率得到损耗功率差；根据壳温差及损耗功率差计算得到使第一壳温与第二壳温相等的轮换占空比；利用轮换占空比得到两开关组的通断控制信号；根据通断控制信号对对应的开关组进行控制，以实现第一可切换变流器与第二可切换变流器在机侧和网侧的无缝轮换。本申请公开的上述技术方案，通过第一可切换变流器和第二可切换变流器在机侧和网侧的轮换实现热分布均衡，以便于提高风电变流器的最大容量和功率密度。

技术领域

本申请涉及风电技术领域，更具体地说，涉及一种风电变流器均热控制方法、装置、系统、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着风电技术的不断发展，风电行业正初步从陆地风电向海上风电扩展，风电机组的单机容量也在不断扩张，其中，单机8-10MW的风电变流器代表了国内风电变流器技术的最高水平。大容量风电变流器的体积与重量受风电机舱安装环境严格限制，需要满足高功率密度的要求，相应地，则对风电变流器的热设计与热均衡提出了严苛的要求。

参见图1，其示出了现有风电变流器的结构示意图，其包括与风力发电机相连(即位于风电变流器的机侧)的电机侧变流器、与电网相连(即位于风电变流器的网侧)的电网侧变流器和中间直流单元三部分，其中，电机侧变流器与电网侧变流器通常采用完全一致的电气结构，以缩短研发周期、降低组装难度、提高日后维护的便利性。

但是，由于风电变流器机侧与网侧的运行工况不一样(机侧为变频整流工况、网侧为定频逆变工况)，因此，导致风电变流器机侧与网侧功率器件的总发热量与热损耗分布均存在较大差异。具体地，额定工况下电机侧变流器与电网侧变流器的发热量趋于一致，但在低风速高转矩运行时，电机侧变流器的总发热量将显著高于电网侧变流器的总发热量，且对于热损耗而言，电机侧变流器的热损耗主要集中在二极管上，电网侧变流器的热损耗主要集中在IGBT上，这一现象会导致电机侧变流器的热薄弱点在IGBT的结温、电网侧变流器的热薄弱点在二极管的结温，因此，会导致电机侧变流器与电网侧变流器无法做到热分布均衡，从而会对风电变流器的最大容量造成限制，并且不利于风电变流器功率密度的提高。

综上所述，如何实现电机侧变流器与电网侧变流器的热分布均衡，以便于提高风电变流器的最大容量和功率密度，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种风电变流器均热控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质，用于实现电机侧变流器与电网侧变流器的热分布均衡，以便于提高风电变流器的最大容量和功率密度。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种风电变流器均热控制方法，包括：

获取第一可切换变流器中第一IGBT模块的第一壳温、第二可切换变流器中第二IGBT模块的第二壳温，利用所述第一壳温及所述第二壳温得到壳温差；

获取风电变流器的机侧总损耗功率、网侧总损耗功率，利用所述机侧总损耗功率和所述网侧总损耗功率得到损耗功率差；

根据所述壳温差及所述损耗功率差计算得到使所述第一壳温与所述第二壳温相等的轮换占空比；

利用所述轮换占空比得到机网轮换组件中的两开关组的通断控制信号；其中，第一开关组的通断控制信号与第二开关组的通断控制信号相反，所述第一开关组包括与所述第一可切换变流器及风力发电机相连的第一子开关组、与所述第二可切换变流器及电网相连的第二子开关组，所述第二开关组包括与所述第一可切换变流器及电网相连的第三子开关组、与所述第二可切换变流器及风力发电机相连的第四子开关组；

在机侧与网侧的配对相脉冲同相时，根据所述通断控制信号对对应的开关组进行控制，以实现所述第一可切换变流器与所述第二可切换变流器在机侧和网侧的无缝轮换。