[发明专利]风电变流器功率模块的寿命检测方法和装置、存储介质

说明书

本发明公开一种风电变流器功率模块的寿命检测方法和装置、存储介质。该方法包括：获得功率模块的历史温度波动数据，历史温度波动数据包括功率模块在所有已运行周期内的最高温度数据和波动差数据；根据历史温度波动数据，统计得到各指定最高温度下对应为各指定波动差的累计功率循环周次；根据预设的总功率循环周次与各指定最高温度下对应为各指定波动差的对应关系，得到各指定最高温度下对应为各指定波动差的总功率循环周次；根据各指定最高温度下对应为各指定波动差的累计功率循环周次、总功率循环周次，以及功率模块的已运行时长，计算得到功率模块的剩余寿命。采用本发明实施例中的技术方案，能够提高变流器功率模块的寿命检测精度。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电变流器功率模块的寿命检测方法和装置、存储介质。

背景技术

风电变流器是风力发电机组电能并网的核心部件，变流器中设有功率模块，功率模块中的每个功率单元由绝缘栅双极型晶体管IGBT和与IGBT并联的二极管芯片组成。二极管芯片的连接线在功率循环的情况下具有损坏的风险，比如，在变流器的单个功率循环周期内，二极管芯片会存在温度波动，由于二极管芯片结壳热阻较高且可能工作在低频和/或负功率因数状态，使得二极管芯片容易持续处于温度高、温度波动幅度大的状态，导致二极管连接线很容易断裂、剥离，造成变流器功率模块失效。

其中，变流器功率模块的寿命指的是功率模块可运行的总功率循环周次，实际中，变流器功率模块的寿命可以达到百万周次功率循环。现有技术中，仅在变流器设计初期利用风电场历史气象数据对变流器功率模块进行了寿命仿真评估，未开展任何关于变流器功率寿命的试验研究，且风电场历史气象数据也无法准确反映出单台变流器功率的寿命，导致变流器功率模块的寿命检测精度低。

发明内容

本发明实施例提供了一种风电变流器功率模块的寿命检测方法和装置、存储介质，能够根据单台变流器功率模块的历史温度波动数据确定变流器功率模块的寿命，从而提高变流器功率模块的寿命检测精度。

第一方面，本发明实施例提供风电变流器功率模块的寿命检测方法，包括：

获得功率模块的历史温度波动数据，历史温度波动数据包括功率模块在所有已运行周期内的最高温度数据和波动差数据；

根据历史温度波动数据，统计得到各指定最高温度下对应为各指定波动差的累计功率循环周次；

根据预设的总功率循环周次与各指定最高温度下对应为各指定波动差的对应关系，得到各指定最高温度下对应为各指定波动差的总功率循环周次；

根据各指定最高温度下对应为各指定波动差的累计功率循环周次、总功率循环周次，以及功率模块的已运行时长，计算得到功率模块的剩余寿命。

在第一方面的一种可能的实施方式中，所有已运行周期为：变流器机侧功率处于预定功率区间内的所有已运行周期。

在第一方面的一种可能的实施方式中，预定功率区间为变流器机侧额定功率的90％和变流器机侧额定功率的100％确定的功率区间。

在第一方面的一种可能的实施方式中，根据各指定最高温度下对应为各指定波动差的累计功率循环周次、总功率循环周次，以及功率模块的已运行时长，计算得到功率模块的剩余寿命，包括：针对每个指定最高温度和每个指定波动差，计算由该指定最高温度和该指定波动差确定的累计功率循环周次与总功率循环周次的比值；计算由所有指定最高温度下对应为各指定波动差的所有比值的和值；将和值的倒数与功率模块的已运行时长的乘积作为功率模块的总预估寿命，并将总预估寿命和已运行时长的差值作为功率模块的剩余寿命。