[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

本發明公開了一種晶閘管結溫預測方法、系統及存儲介質，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；本發明的有益效果為通過將晶閘管性能參數以及水冷散熱器的性能參數分別構建熱阻模型，再將兩個熱阻模型整合為換流閥熱阻網絡模型的方式，對晶閘管的結溫進行預測，減小了晶閘管結溫預測的誤差，提高預測結果的準確性。

技術領域

本發明涉及晶閘管結溫預測技術領域，具體而言，涉及一種晶閘管結溫預測方法、系統及存儲介質。

背景技術

高壓直流輸電(High?Voltage?Direct?Current,HVDC)由于其傳輸容量大、傳輸效率高，已成為中國電力行業的關鍵技術。隨著直流輸電技術在電力系統的應用，研究人員對直流輸電換流閥的可靠性與安全性越來越重視。高壓直流換流閥主要由晶閘管可控硅及其控制回路、閥電抗器，均壓電容，散熱器以及若干連接件組成。其中，晶閘管是高壓直流換流閥的核心器件，通過換流閥內各晶閘管的開通和換段實現交流電與直流電的轉換。因此，晶閘管的可靠性會直接影響到高壓直流換流閥的可靠工作，甚至會對整個直流輸電系統的安全穩定運行造成不可忽視的影響。

現有的研究結果表明，晶閘管等半導體開關器件在運行過程中的結溫會直接影響到器件的性能與壽命。長期的高溫運行會導致晶閘管的工作性能降低，如漏電流過大使得晶閘管喪失阻斷能力，從而發生不受控的誤導通現象，對換流閥的工作形成造成不良影響，從而縮短晶閘管的使用壽命。在電網中發生短路、雷擊等極端工況下，由于系統中電流過載，晶閘管發熱極具升高，短時間內熱量無法完全散出，導致晶閘管內部結溫過高，晶閘管發生熱擊穿而失效。

研究人員常常構建熱網絡模型來對晶閘管的結溫進行預測，熱網絡模型法則是按照晶閘管的物理結構，將每層結構看成是熱容和熱阻的組合單元，得到器件的等效熱網絡模型。從而對晶閘管的內部結溫進行求解。目前有關晶閘管換流閥的熱網絡模型研究往往只關注了晶閘管本身，并未考慮換流閥的水冷回路對換流閥熱量分布的影響，在實際工程應用中，散熱器水冷回路入水口的溫度存在差異，這種差異會使得晶閘管的結溫預測產生誤差，預測的結果不準確。

有鑒于此，特提出本申請。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中，通過晶閘管本身的性能參數對晶閘管結溫進行預測，忽略散熱器帶來的溫差影響，從而使得晶閘管的結溫預測產生誤差，預測的結果不準確，目的在于提供一種晶閘管結溫預測方法、系統及存儲介質，能夠減小晶閘管結溫預測的誤差，提高預測結果的準確性。

本發明通過下述技術方案實現：

一種晶閘管結溫預測方法，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。

傳統的在對晶閘管結溫進行預測的時候，通常都是通過晶閘管本身的性能參數以及相關的電路參數來計算的，但是采用這種方法對晶閘管進行預測的時候，通常沒有將散熱器水冷回路的溫差進行考慮，從而使得晶閘管的結溫預測產生誤差，預測的結果不準確；本發明提供了一種晶閘管結溫預測方法，通過將晶閘管性能參數以及水冷散熱器的性能參數分別構建熱阻模型，再將兩個熱阻模型整合為換流閥熱阻網絡模型的方式，對晶閘管的結溫進行預測，減小了晶閘管結溫預測的誤差，提高預測結果的準確性。