[发明专利]一种风力发电系统中机侧IGBT模块的寿命延长方法

权利要求书

1.一种风力发电系统中机侧IGBT模块的寿命延长方法，其特征在于，包括以下步骤：

结合近段时间的风速和气温得到风电变流器机侧IGBT模块的结温任务剖面，找到结温波动的最大值，并将其设为热管理控制目标的上限；

将最低环境温度设定为机侧IGBT模块的结温下限，根据预先设定的结温波动控制目标计算出结温上限，并将结温上限与不同风速下机侧IGBT模块的最高结温进行对比，从而找到需要采取热管理措施的风速区间；

统计该风速区间内的风速个数，将其设为预设结温波动控制目标下热管理使用的次数；

计算不同结温波动控制目标下机侧IGBT模块减少的寿命消耗和热管理使用次数之间的比值，并将其定义为热管理效率；

选取热管理效率最大的结温波动作为机侧IGBT模块热管理的控制目标。

2.根据权利要求1所述的风力发电系统中机侧IGBT模块的寿命延长方法，其特征在于，根据一整年的风速和气温数据，结合结温数值迭代算法，计算得到机侧IGBT模块一整年的结温任务剖面，并基于雨流算法提取出结温波动，找出最大的结温波动作为结温波动控制目标的上限。

3.根据权利要求1所述的风力发电系统中机侧IGBT模块的寿命延长方法，其特征在于，将最低环境温度T_amin设定为风力发电系统的结温下限，结合预先设定的结温波动控制目标ΔT_j,tgt计算出运行结温上限T_j,usl，公式如下所示：

T_j,usl＝ΔT_j,tgt+T_amin (1)。

4.根据权利要求1所述的风力发电系统中机侧IGBT模块的寿命延长方法，其特征在于，将运行结温上限与不同风速下机侧IGBT模块的最高结温T_jmax(v)进行对比，当满足以下不等式时，即找到ΔT_j,tgt所对应的阈值风速v_th：

5.根据权利要求1所述的风力发电系统中机侧IGBT模块的寿命延长方法，其特征在于，ΔT_j,tgt对应的热管理效率α通过公式(4)获得：

其中，ΔT_j,tgt为预先设定的结温波动控制目标ΔT_j,tgt；ΔCL_IGBTs为减少的寿命消耗；n(vv_th)为热管理使用次数。

6.根据权利要求1所述的风力发电系统中机侧IGBT模块的寿命延长方法，其特征在于，减少的寿命消耗ΔCL_IGBTs通过以下公式计算得到：

ΔCL_IGBTs＝CL_IGBTs-CL'_IGBTs (3)

其中CL'_IGBTs指代在风速区间vv_th将结温控制不超过T_j,usl情况下，机侧IGBT模块的寿命消耗；CL_IGBTs则指代未采取热管理措施情况下机侧IGBT模块的寿命消耗。

7.根据权利要求1所述的风力发电系统中机侧IGBT模块的寿命延长方法，其特征在于，热管理使用次数n(vv_th)通过统计一整年中风速高于v_th的风速数量得到。