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

来源：电力系统保护与控制, 2022, 50(23): 19-27.

DOI：10.19783/j.cnki.pspc.220215

• 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

模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter, MMC)中绝缘栅双极型晶体管(insulated-gatebipolar 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。

• 单位
  电力传输与功率变换控制教育部重点实验室; 武汉大学; 自动化学院; 上海交通大学