风电全功率变流器参数对可靠性的影响分析

【摘要】：风速的随机变化使得风电变流器处理变化的功率,导致器件的温度产生波动,影响变流器的可靠运行。现有的基于一个工作状态下的风电变流器可靠性评估,无法反映负载随机变化造成器件温度波动对变流器可靠性的影响。功率器件失效的主要形式为铝键合线失效与焊料层疲劳,本文综合考虑这两种失效因素,给出了可靠性评估模型和评估方法,分析了开关频率、功率因数及散热热阻的变化对风电全功率变流器可靠性的影响,并以1MW永磁同步风力发电机为例结合实际的风速及气温数据进行了验证。实例结果表明,开关频率与散热热阻的变化对变流器可靠性的影响比较大。根据分析结论,讨论了针对风电变流器的实际工作环境,考虑风速的概率分布,对利用变频或变散热条件的控制措施以提高变流器可靠性的可行性。结果表明,可通过根据风速等工况来改变开关频率和散热条件来提高变流器的可靠性。 【作者单位】： 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室;
【关键词】： 可靠性 变流器 温度 开关频率 散热器
【基金】：国家自然科学基金重点资助项目(51137006) 重庆市杰出青年科学基金项目(CSTC2012JJJQ90004) 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重点资助项目(2007DA10512711101)
【分类号】：TM46;TM614
【正文快照】： 0引言风电变流器在全功率风电结构中起到解耦及电能转换的作用,将机侧的变频输入转换为网侧的恒频输出[1],是风能转换系统中的核心元件。然而风机的恶劣工作环境,通常使得风电变流器的可靠性相比其他工业领域里要低[2]。文献[2]中,通过对超过6 000台陆地风电机组历时11年的可

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