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变流器复杂热载荷特性的寿命评估
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2018-01-26
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风电机侧变流器中绝缘栅双极型晶体管（ IGBT）模块运行时承受着复杂的多时间常数特性热载荷，是风电系统中最为薄弱的环节之一。然而现有研究更多是简单选取工作点数据或者仅考虑稳态工况以及无法考虑外部环境的长期随机变化。因此，本文建立了一种能够综合计及IGBT模块热载荷的复杂时间常数特性影响的寿命评估模型。分析了实际风电场中不同时间常数热载荷的寿命消耗特点，以及风速分布与寿命消耗之间的关系。研究了不同气温等效方法对寿命评估的影响规律，最后通过实验验证了该方法的准确性。结果表明，双馈风机中低频周期热载荷造成的寿命消耗更为严重，占到整体寿命消耗的64.42%。基频周期寿命消耗与风速概率密度具有严重的不对称性，超过60%的IGBT模块寿命主要消耗在低概率密度的高风速区间。气温等效方法对基频周期热载荷影响可以忽略不计，而忽略气温波动将导致低频周期寿命消耗评估结果减小12.26%。
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