一种用于提高风电变流器中IGBT模块可靠性的混合空间矢量调制方法

摘要

空间矢量调制根据零矢量分配办法,可分为连续脉宽调制(CPWM)和不连续脉宽调制(DPWM).与CPWM相比,当变流器采用DPWM时,器件有1/3基频周期开关不动作,因此器件的整体损耗较低.若DPWM序列被直接用于变流器,虽然可以提高功率器件的寿命,但是将导致严重的电能质量问题.为解决这一问题,文中从风速概率分布的角度提出了一种功率器件混合调制方法.为考虑长时间尺度风速对器件寿命的影响,文中提出了一种适用于不同调制方法的结温数值计算方法.以1.2MW直驱风机系统为例,结合一年的时序风速和气温快速计算不同调制序列下器件的结温,进而评估了器件的寿命,并且分析了不同调制序列对器件寿命的影响.结果表明,与CPWM和DPWM相比,当采用混合调制方法时,器件年寿命消耗不仅得到大幅降低,而且风机系统并网的电能质量几乎不受影响.