[發明專利]基于器件參數實測的柔直換流模塊損耗測試和評估方法

在審

• 申請號: 202011245385.X
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112362993A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 馮玟生;劉文華;趙香花
• 申請（專利權）人: 江蘇天合清特電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G06F30/20
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 郭小麗

1.基于器件參數實測的柔直換流模塊損耗測試和評估方法，其特征在于，具體包括：

S1.通過雙脈沖物理測試平臺試驗，獲取各器件開通、關斷過程中的實測電壓和電流波形，通過數字積分得到各器件單次開通、關斷過程的能量，并進行額定電壓和額定電流下的歸一化處理；

S2.測量不同電流水平下IGBT的通態電壓和電流，通過線性擬合的方式得到器件的轉折電壓和斜率；

S3.構造換流閥運行的模塊仿真波形，包括電壓、電流和開關數據，結合實測得到的器件參數進行計算，得到各器件的開通損耗、關斷損耗、通態損耗，并將各器件的各部分損耗相加，得到模塊總損耗；

S4.進行多次測量，對測量結果通過GUM法進行不確定度分析，評估擴展不確定度區間。

2.根據權利要求1所述的基于器件參數實測的柔直換流模塊損耗測試和評估方法，其特征在于，所述雙脈沖物理測試平臺實驗包括換流閥模塊、可調直流電源和試驗電抗，所述可調直流電源的輸入側連接到低壓電網，輸出側連接到換流閥模塊的直流輸入側，所述換流閥模塊的輸出側連接試驗電抗，通過控制軟件控制換流閥模塊的一個IGBT器件常開，另外一個IGBT輸出兩個連續的脈沖。

3.根據權利要求1所述的基于器件參數實測的柔直換流模塊損耗測試和評估方法，其特征在于，所述步驟S1通過數字積分得到各器件單次開通、關斷過程能量的具體方法為：

其中，Eon/off為器件單次開通或關斷能量，Vce為器件上的電壓，Ic為器件上的電流，t1為積分起始時刻，t2為積分結束時刻；

器件開通能量的積分起始時刻t1為Ic上升到穩態電流10％時刻，積分結束時間t2為Vce降低到穩態電壓2％的時刻；

器件關斷能量的積分起始時間為Vce上升到穩態電壓的10％時刻，積分結束時間為Ic下降到關斷前的2％的時刻。

4.根據權利要求1所述的基于器件參數實測的柔直換流模塊損耗測試和評估方法，其特征在于，所述步驟S1歸一化處理方法為：

其中，Eon/off為試驗得到的開通或關斷能量，Vdr和Icr分別為數據手冊中額定的直流電壓和器件電流，Vd和Ic分別為試驗時刻的直流電壓和器件電流，Eon/off1為歸一化后的額定開通或關斷能量參數。

5.根據權利要求1所述的基于器件參數實測的柔直換流模塊損耗測試和評估方法，其特征在于，所述步驟S3中模塊總損耗Pg包括開通損耗Pon、關斷損耗Poff、通態損耗Pav、計算公式如下：

P_g＝P_on+P_off+P_av，

模塊總損耗Pm包括各器件的損耗之和：

P_m＝P_G1+P_G2+P_D1+P_D1，

其中，PG1、PG2、PD1、PD2分別表示上管IGBT、下管IGBT、上管二極管、下管二極管的損耗。

6.根據權利要求5所述的基于器件參數實測的柔直換流模塊損耗測試和評估方法，其特征在于，所述開通損耗Pon計算方法為：

其中，Eon1表示額定開通損耗，idn為當前器件工作電流，Icnom為器件額定電流，Vdn為當前器件工作電壓，Vcnom為器件額定電壓，N為該器件在1秒內開通次數；

所述關斷損耗Poff計算方法為：

Eoff1表示額定關斷損耗。