兆瓦级并联型风电变流器热负荷平滑控制研究

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1、第37卷第5期：0119—0125电力电容器与无功补偿Vo1．37，No．5：0119-01252016年1O月PowerCapacitor&ReactivePowerCompensation0ct．2016DOI：10．14044／j．1674-1757．pcrpc．2016．05．024兆瓦级并联型风电变流器热负荷平滑控制研究裴玖玲．孙少杰(塔里木大学机械电气化工程学院，新疆阿拉尔843300)摘要：风电变流器采用并联型结构能增加容量至兆瓦级，因而在风电机组中得到了广泛应用。由于变流器的运行功率随着风速变化。功率半导体器件的工作电流和驱动功率也随着

2、变化，导致其结温波动显著。这将影响器件的寿命，并降低变流器的可靠性，而可靠性是兆瓦级风电变流器的关键性能之一针对这个问题．本文提出了一种兆瓦级并联型风电变流器的热负荷平滑控制策略以提高变流器的热稳定性。在热负荷平滑控制中，额外的无功功率引入到变流器输出中，然后增加的无功电流能够使得"3-风速变小时。功率器件的热负荷保持平稳，从而使得其结温趋于更加稳定，生命周期延长。变流器的可靠性提高。最后，搭建了基于Matlab／PLECS的仿真平台，以3MW并联型风电变流器为算例进行了仿真计算，计算结果表明，在热负荷平滑控制下，当变流器的热负荷变化时，IGBT的结温

3、波动从原来的34℃下降到12℃。验证了该控制方法的有效性。关键词：风电变流器；并联；功率半导体器件；结温；控制ThermalSmoothControlAnalysisforMegawattParallelWindPowerConverterPEIJiuling，SUNShaojie(CollegeofMechanicalandElectronicoftheTarimUniversity，Alaer843300，China)Abstract：Thewindpowerconverterwithparallelstructurecanincreasethec

4、apacitytothemegawattleve1．SOitiSwidelyusedinthewindturbine．Becauseofthewindpowerfluctuation，thecurrentofthepowersemiconductordevicewithitsdrivepowerisfluctuatinglargelyandrapidly，whichwillcausealargejunctiontemperaturevariation，affectingthelifetimeofpowersemiconductorsandthereli

5、abilityoftheconverter，butthereliabilityisthekeyissueforthewindpowerconve~er．Aimingatit，thethermalsmo—othcontrolformegawattparallelwindpowerconverterhasbeenproposedinthispapertoimprovetheconverter’Sthermalreliability．Withtheproposedthermalsmoothcontrolmethod，extrareactivepowerisi

6、ntroducedtotheconverter，andthereactivecurentsmooththethermalstressesofpowersemiconductordeviceswhenthewindspeedslowdown．Sothejunctiontemperaturevariationbecomesmaller，andthelif-etimepowersemiconductordevicesbecomelonger，andthewindpowerconverter’Sreliabilityimproved．Finally，asimu

7、lationplatformbasedonMATLAB／PLECSisbuilt，andsomecalculationshavebeendonewitIlthe3MWparallelwindpowerconverter．Thesimulationresultsshowthatwhentheloadoftheconve~erchanges，thetemperaturefluctuationofIGBTischangedfrom34oCto12oC．Keywords：windpowerconverter；parallel；powersemiconducto

8、rdevice；junctiontemperature；control速持续增加，商业应用的主