基于pebb模组的风电变流器模块化研究

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1、分类号TM46密级UDC编号上海电机学院硕士学位论文基于PEBB模组的风电变流器模块化研究DESIGNOFMODULARIZEDWINDPOWERCONVERTERBASEDONPEBBMODULE硕士研究生阙春兰学号126001010104校内导师傅晓锦教授企业导师杨恩星博士工程领域电气工程申请学位工程硕士所在单位电气学院答辩日期2015年3月8日授予学位单位上海电机学院上海电机学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《基于PEBB模组的风电变流器模块化研究》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引

2、用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海电机学院硕士学位论文基于PEBB模组的风电变流器模块化研究摘要风电场大都位于交通不便的偏远地区或海上，工作环境恶劣使得风电变流器易损坏且难于维护。针对该问题，该文提出一种新型的变流器智能模块化技术，即PEBB（PowerElectronicBuildingBlock，电力电子模块）模块化技术。该技术使得变流器性能更稳定、体积更紧凑，易于

3、现场快速更换，提高风机利用时效；同时赋予其在线智能故障诊断功能，该功能使得变流器模块的工作状况能够被及时掌握，发生故障的模块能够被准确定位并及时更换，大大提高了变流器的可维护性。针对该课题做了如下研究：首先研究了基于PEBB模组的整个变流系统。针对该系统分别建立了变流器的数学模型，并给出相应的控制策略；此后根据给定输入电压、输出功率等参数，设计了变流器主电路器件参数，包括机侧滤波器、网侧滤波器、直流电容、IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）模块等。其次对模组中IGBT并联关键技术做了深入

4、研究，对并联IGBT模块间存在的均流问题进行了详细研究。分析了不同因素对其动静态均流的影响，通过充分的实验验证了模块并联均流技术的可行性。然后对PEBB模组及模组并联进行了详细的研究。确定了单个模组和模组并联的拓扑结构，开发了模组中底层控制系统，重点分析了模组并联间的环流问题并对比了环流抑制方案。用MATLAB/Simulink搭建了不同方案下模组的仿真模型，证实了理论分析的正确性。采用仿真得出的最合理方案搭建实验平台，实验验证了方案的可靠性和正确性。最后通过调整PEBB模组的结构设计进行了热优化研究，计算了PEBB模组内发热部件的热功耗，包

5、括IGBT模块、均流电感及直流电-I-上海电机学院硕士学位论文容等。根据计算得出的数据，搭建不同方案的ICEPAK仿真模型，对其热流量进行后处理分析，确定较为优化的结果。关键词：风电变流器、PEBB模块化技术、IGBT模块并联方案、PEBB模组并联方案、ICEPAK热优化-II-上海电机学院硕士学位论文DESIGNOFMODULARIZEDWINDPOWERCONVERTERBASEDONPEBBMODULEABSTRACTMostofwindpowerfarmswerelocatedintheremoteoroffshorearea,the

6、ruggedenvironmentmadethewindpowerconvertereasytobemalfunctionedandhardtobemaintained.Aimedatthisproblem,anewintelligentconvertermodularizationtechnologywasproposedinthispaper,whichwasPEBB(PowerElectronicBuildingBlock)modularizationtechnology.Theconverterworkedmorestableandb

7、ecamemorecompactbecauseofthistechnology;atthesametime,thetechnologycontainedthefunctionofonlineintelligentfaultdiagnosis,ownedtothefunctiontheworkingconditionoftheconvertercouldbemasteredtimelyandthefaultedmodulecouldbepositedaccuratelywhichmadethefaultedmodulebechangedtime

8、ly;thefunctionimprovedthemaintainabilityoftheconvertergreatly.Someresearchwasdonef