[发明专利]风电变流器功率模块的结温检测方法和装置、存储介质

说明书

本发明公开一种风电变流器功率模块的结温检测方法和装置、存储介质，该方法包括：根据功率模块的IGBT的集电极电流和位于IGBT的集电极和发射极之间的管压降，得到IGBT的瞬时能耗，并根据预定时间段内IGBT的瞬时能耗，得到IGBT的总平均能耗；根据功率模块的二极管的正向电流和正向压降，得到二极管的瞬时能耗，并根据预定时间段内二极管的瞬时能耗，得到二极管的总平均能耗，二极管并联于IGBT的发射极和集电极之间；根据IGBT的总平均能耗、二极管的总平均能耗和冷却介质温度，得到IGBT的结温和二极管的结温。采用本发明实施例中的技术方案，能够根据功率模块中的器件损耗在线计算实时结温，避免因测量偏差而导致的变流器结温响应滞后问题。

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结温检测方法和装置、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，变流器的机侧整流器、网侧逆变器和制动单元中均设有功率模块，功率模块的具体实现形式为半桥或者全桥结构的绝缘栅双极型晶体管(Insulate Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)以及并联于IGBT的集电极和发射极之间的二极管。过电流引起的过温损坏(包括IGBT结温过温和二极管结温过高)为功率模块的主要失效形式，因此，功率模块的实时结温对风电变流器来说是至关重要的。

现有技术中，IGBT的结温需要通过预埋在IGBT节点附近基板上的NTC电阻间接得到，存在测量偏差，这样会造成变流器IGBT结温响应滞后，错过最佳处理时机，最终导致IGBT失效，影响风力发电机组的安全运行。

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结温检测方法和装置、存储介质，能够根据功率模块中的器件损耗在线计算实时结温，避免因测量偏差而导致的变流器结温响应滞后问题。

第一方面，本发明实施例提供一种风电变流器功率模块的结温检测方法，包括：

根据功率模块的IGBT的集电极电流和位于IGBT的集电极和发射极之间的管压降，得到IGBT的瞬时能耗，并根据预定时间段内IGBT的瞬时能耗，得到IGBT的总平均能耗；

根据功率模块的二极管的正向电流和正向压降，得到二极管的瞬时能耗，并根据预定时间段内二极管的瞬时能耗，得到二极管的总平均能耗，二极管并联于IGBT的发射极和集电极之间；

根据IGBT的总平均能耗、二极管的总平均能耗和冷却介质温度，得到IGBT的结温和二极管的结温。

在第一方面的一种可能的实施例中，IGBT的瞬时能耗包括：IGBT的通态损耗、IGBT的开通损耗和IGBT的关断损耗；根据功率模块的IGBT的集电极电流和位于IGBT的集电极和发射极之间的管压降，得到IGBT的瞬时能耗，包括：根据IGBT导通时的集电极电流和管压降，得到IGBT的通态损耗；根据IGBT开通一次时的集电极电流和管压降，得到IGBT的开通损耗；根据IGBT关断一次时的集电极电流和管压降，得到IGBT的关断损耗。

在第一方面的一种可能的实施例中，根据预定时间段内IGBT的瞬时能耗，得到IGBT的总平均能耗，包括：根据预定时间段内IGBT的通态损耗，计算IGBT的平均通态损耗；根据预定时间段内IGBT的开通损耗，计算IGBT的平均开通损耗；根据预定时间段内IGBT的关断损耗，计算IGBT的平均关断损耗；将IGBT的平均通态损耗、IGBT的平均开通损耗和IGBT的平均关断损耗的和值，作为IGBT的总平均能耗。

在第一方面的一种可能的实施例中，二极管的瞬时能耗包括：二极管的通态损耗和二极管的反向恢复损耗；根据功率模块的二极管的正向电流和正向压降，得到二极管的瞬时能耗，包括：根据二极管导通时的正向电流和正向压降，得到二极管的通态损耗；根据二极管反向恢复时的正向电流和正向压降，得到二极管的反向恢复损耗。