基于MMC结温波动优化的预测控制策略及其可靠性分析

摘要

模块化多电平换流器(MMC) IGBT子模块的平均结温及其波动会显著影响其失效率,进而对系统的可靠性产生影响.在MMC热平衡算法的基础上,分析如何在降低MMC子模块结温分布差异和保持子模块的电容电压波动不变的前提下,只通过改变子模块的投切过程来降低结温波动的可能性.以接近结温波动的最小理论幅值△Tmin降低子模块间的结温波动差异为目标,结合预测得到的下一个控制周期中器件的结温,给出温度波动优化的控制策略.采用Coffin-Manson寿命模型和线性累计损伤理论,评估温度优化控制策略下MMC系统的寿命.最后,在MATLAB中搭建10电平仿真模型,仿真结果表明通过对MMC系统进行温度控制可以提高系统的可靠性.