基于电压电流特性曲线的MMC子模块IGBT通态损耗在线计算方法

作     者：刘黎 李康 黄萌 刘懿 LIU Li;LI Kang;HUANG Meng;LIU Yi

作者机构：上海交通大学电气系电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200030 国网浙江省电力有限公司舟山供电公司浙江舟山316000 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 

出 版 物：《电力系统保护与控制》 (Power System Protection and Control)

年 卷 期：2022年第50卷第23期

页      面：19-27页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目资助(51637007) 国网浙江省电力有限公司科学技术项目资助(B311ZS210003) 

主　　题：绝缘栅双极型晶体管 模块化多电平换流器 特性曲线 通态压降 损耗计算 

摘      要：模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)多运行于高压条件,需采用大量程传感器对集射极电压进行测量,但会产生较大测量误差,制约了通态损耗的准确计算。因此,针对MMC子模块中IGBT提出了一种基于电压电流特性曲线的通态损耗在线计算方法。首先,基于IGBT及二极管特性曲线参数实现了通态压降、集电极电流及结温之间关系模型的二维及三维拟合。其次,对单位电流周期内器件投切模式进行分析,实现通态损耗表达。此外,基于电热比拟相关理论,构建IGBT等效热网络模型。然后,综合考虑器件电流、导通信号及壳温等信息对结温进行反馈修正,进一步形成了IGBT通态损耗在线计算方法。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。