双馈抽水蓄能机组中点箝位式三电平变流器的损耗和结温分布分析

简介：
本文探讨了双馈抽水蓄能机组中采用中点箝位式三电平变流器时，其内部各组件的能耗特性及温度升高的分布情况。通过详细分析，旨在优化此类系统的热管理策略，提高运行效率与稳定性。 针对双馈抽水蓄能机组（DFPSU）运行工况转换频繁的问题，本段落分析了不同运行工况下中点箝位式（NPC）三电平变流器功率器件的损耗及结温分布情况。基于DFPSU的运行特点，以机侧变流器单相桥臂功率模块为例，研究了各个功率器件在不同运行工况下的开关动作和电流路径，并理论分析了器件损耗不均的现象。根据导通损耗和开关损耗计算模型建立了热网络等效电路及结温计算模型，在考虑DFPSU控制策略的基础上，基于PLECS平台构建了NPC三电平变流器功率器件的电热耦合仿真模型。通过对发电、电动以及调相运行工况下器件损耗与结温分布进行仿真研究发现：不同运行工况下的器件损耗存在差异；在中间位置的主开关和箝位二极管上，其损耗值及平均结温最大；此外，在同步转速点附近的器件结温波动最为显著。