[發明專利]一種晶閘管結溫預測方法、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202211500342.0
• 申請日: 2022-11-28
• 公開（公告）號: CN115982944A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 宋梁;張智勇;蔣張威;謝星宇;辜盆;傅孝韜;李華兵;梁夏榮;宋秭霖;蔣海軍
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司特高壓直流中心
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李林

1.一種晶閘管結溫預測方法，其特征在于，方法步驟包括：

獲取第一數據與第二數據，所述第一數據為晶閘管性能參數，所述第二數據為水冷散熱器的性能參數；

通過所述第一數據構建第一熱阻模型；

通過所述第二數據構建第二熱阻模型；

根據換流閥及其水冷回路的傳熱路徑，并結合所述第一熱阻模型與所述第二熱阻模型，構建換流閥熱阻網絡模型；

基于所述換流閥熱阻網絡模型，預測晶閘管的結溫。

2.根據權利要求1所述的一種晶閘管結溫預測方法，其特征在于，所述第一數據為所述晶閘管的物理結構以及材料屬性。

3.根據權利要求1所述的一種晶閘管結溫預測方法，其特征在于，所述第二數據為所述水冷散熱器的結構、尺寸以及參數。

4.根據權利要求2或3所述的一種晶閘管結溫預測方法，其特征在于，所述換流閥熱阻網絡模型的具體構建方法為：

在所述換流閥中，對所述水冷散熱器的進水口與出水口的冷卻液溫度之間的關系進行分析，構建與所述換流閥等效的熱阻網絡模型，獲得換流閥熱阻網絡模型。

5.根據權利要求4所述的一種晶閘管結溫預測方法，其特征在于，所述第一熱阻模型的具體表達式為：

R_thy＝R_Si+R_Cu+R_Mo

其中R_Si,R_Cu,R_Mo分別為晶閘管各層材料的熱阻，計算公式如下：

R_m為各階熱阻，L_m為層材料的厚度，K_m為各層材料的熱導率，A_m代表各層材料垂直熱流方向的截面積,m∈{Si,Cu,Mo}。

6.根據權利要求5所述的一種晶閘管結溫預測方法，其特征在于，所述第二熱阻模型包括熱傳導熱阻模型以及對流換熱熱阻模型，所述熱傳導熱阻模型與所述第一熱阻模型的構建方法等同；

所述對流換熱熱阻模型的具體表達式為：

N_u為努塞爾數，λ為流體導熱系數，D為傳熱面幾何特征長度，為對流換熱熱阻模型，A_s為總有效對流換熱面積。

7.根據權利要求6所述的一種晶閘管結溫預測方法，其特征在于，所述結溫的具體表達式為：

T_ji＝T_ini+P_Ti-L·R_thy+(P_T(i-1)-R+P_Ti-L)·R_hs

??＝T_in(i+1)+P_Ti-R·R_thy+(P_Ti-R+P_T(i+1)-L)·R_hs

T_ji為第i級晶閘管的結溫，T_ini為所述冷水散熱器的進水口溫度，R_hs為第二熱阻，即散熱器熱阻，P_Ti為第i級晶閘管的總功率損耗，P_Ti-L為傳遞到左側的功率損耗，P_Ti-R為傳遞到右側的功率損耗，R_thy為第一熱阻。

8.根據權利要求7所述的一種晶閘管結溫預測方法，其特征在于，所述冷水散熱器的進水口溫度的具體表達式為：

C為冷卻液的比熱容，ρ為冷卻液密度，V_L為冷卻液流量。