MMC子模块关键器件长时间尺度运行工况老化分析与可靠性评估

• 作者: 吕高泰 雷万钧 赵佳琪 曹瑞 吕春林
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 模块化多电平换流器 器件老化 可靠性 疲劳损伤 工况数据处理 电热耦合
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 高压大功率电力电子装置的可靠性专题|Reliability of High Voltage Large Capacity Power Electronics Equipment
• 页码范围: 3469-3476
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20200835

摘要

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)可靠性研究,近年来在关键器件物理特性退化方面取得丰富成果.然而,相关研究成果没能在系统级可靠性评估中得到充分体现.为了将运行工况与器件老化以及可靠性相关联,提出了一种基于MMC任务剖面的器件老化可靠性评估方法.首先推导MMC关键器件功率损耗,结合任务剖面,在结温计算中采用雨流计数算法,根据线性疲劳累积损伤原理,得到在电热耦合工况下器件的损伤与寿命.针对器件老化问题,通过分析不同工况下的老化增量,得到相较于变应力工况,在恒高应力下更为明显的器件的老化现象.改进了基于指数分布的可靠性分析方法,为定期维护中模块器件更换方案提供了参考依据.