[发明专利]一种直流卸荷装置的结温计算方法及装置

说明书

本申请公开了一种直流卸荷装置的结温计算方法及装置，方法包括：创建电磁暂态仿真模型并仿真测得多组电流、开通和关断信息，确定直流卸荷装置的最大总损耗能量，利用热网络仿真模型，计算直流卸荷装置的参考最大结温，通过目标电流信息计算直流卸荷装置在参考最大结温下的目标损耗能量，以确定目标最大结温。可见，通过电磁暂态仿真获取直流卸荷装置投入过程中的电流和开关动作信息，无需建立IGBT或IGCT的三维模型，大大减少了计算最大总损耗能量的工作量和时间，将计算得到的参考最大结温作为迭代输入，再次对损耗进行迭代计算，使计算得到的最终结温更准确，从而提高计算直流卸荷装置的结温的效率。

技术领域

本申请涉及高压柔性直流输电领域，更具体的说，是涉及一种直流卸荷装置的结温计算方法及装置。

背景技术

随着用电需求的不断增加，发电量高的区域需要向用电需求量大的区域输电，其过程可能为跨海输电，海上风电送出技术需要不断开发，在海上风电送出的过程中需要保证海上风电直流送出工程的可靠性。

海上风电柔性直流送出系统中直流卸荷装置是一个重要组成部分。当受端电网发生交流故障致使海上风电柔性直流送出系统无法送出直流功率，将会积压在海上风电柔性直流送出系统内部，这时直流卸荷装置能够对所积压的直流功率进行消耗，从而避免直流功率无法送出导致系统过电压甚至跳闸。

直流卸荷装置的工作时间通常不超过2s，在这个过程中由于大功率电力电子器件如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)或IGCT(Integrated Gate CommutatedThyristor)的频繁投切，会在其自身产生大量损耗导致热累计温升，因此需要对温升情况进行结温计算，以保护卸荷装置不被热击穿。

目前对IGBT或IGCT的结温核算方法有采用有限元仿真方法，需要搭建IGBT或IGCT的三维模型，其工作量大，时间长，且对于秒级的功耗卸荷需要耗费大量的计算时间和资源，仿真效率低下。而对于直流卸荷装置，引用IGBT或IGCT的结温核算方法也仅适用于高压大功率的测试场景，因此也不具备适用性。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种直流卸荷装置的结温计算方法及装置，以提高计算直流卸荷装置结温的效率。

为了实现上述目的，现提出具体方案如下：

一种直流卸荷装置的结温计算方法，包括：

创建带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型；

确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管IGBT或集成门极换流晶闸管IGCT被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息；

分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息；

利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温；

通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量；

根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温。

可选的，所述确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管IGBT或集成门极换流晶闸管IGCT被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息，包括：

按照预设的单位电力参数，确定对所述电磁暂态仿真模型进行仿真的多种电力参数；