本發(fā)明屬于高壓電力電子設(shè)備性能評估領(lǐng)域，具體涉及一種全半橋混合型mmc的過載能力評估方法。

背景技術(shù)：

0、技術(shù)背景

1、隨著我國特高壓柔性直流輸電技術(shù)的不斷發(fā)展，全半橋混合型mmc是一種及其靈活且高效的電力電子設(shè)備，主要應(yīng)用于高壓直流輸電，柔性直流輸電，特高壓柔性直流輸電和可再生能源并網(wǎng)等，它可以提高電流在電網(wǎng)中傳輸?shù)姆€(wěn)定性能，增加電能傳輸?shù)木嚯x，幫助不穩(wěn)定的電源平穩(wěn)的并入電網(wǎng)，同時(shí)當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，它可以為其提供重要的支撐，使故障可以快速地得到解決，但當(dāng)電網(wǎng)在某些緊急情況下或者特殊情況下，如電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重或長時(shí)間故障，電力需求達(dá)到高峰用電，自然災(zāi)害等情況都會使系統(tǒng)會變得非常不穩(wěn)定，就會導(dǎo)致全半橋混合型mmc工作在過載的情況，而長時(shí)間的過載會導(dǎo)致全半橋混合型mmc因內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度太高，而導(dǎo)致器件的損壞，工作效率急劇下降，壽命也會大幅縮短，但目前對于全半橋混合型mmc的過載能力評估方法少之又少，因此急需一種全半橋混合型mmc的過載能力評估方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對以上技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提出一種全半橋混合型mmc的過載能力評估方法，能夠很好的評估在過載電流下全半橋混合型mmc的過載能力，其特征在于，包括以下步驟；

2、第一步：搭建全半橋混合型mmc過載能力測試平臺

3、搭建全半橋混合型mmc的過載能力試驗(yàn)平臺，由試驗(yàn)箱(1)，全半橋混合型mmc(2)，散熱器性能測試臺(3)，第一溫度傳感器(4)，第二溫度傳感器(5)，第三溫度傳感器(6)，第四溫度傳感器(7)，功率分析儀(8)，測試模擬電源(9)，計(jì)時(shí)裝置(10)，電腦終端(11)構(gòu)成，其中：

4、通過電腦終端(11)控制測試模擬電源(9)電流的大小，測試模擬電源(9)為全半橋混合型mmc(2)進(jìn)行供電，通過電腦終端(11)改變電流的大小模擬全半橋混合型mmc(2)的過載工況；第一溫度傳感器(4)放置在全半橋混合型mmc(2)下面測量下面的溫度，第二溫度傳感器(5)放置在全半橋混合型mmc(2)上面測量上面的溫度，第三溫度傳感器(6)放置在全半橋混合型mmc(2)右面測量右面的溫度，第四溫度傳感器(7)放置在全半橋混合型mmc(2)左面測量左面的溫度，散熱器性能測試臺(3)與四個(gè)溫度傳感器相連，以此得出全半橋混合型mmc(2)的散熱評價(jià)因子，并將散熱評價(jià)因子傳輸給電腦終端(11)；功率分析儀(8)與全半橋混合型mmc(2)相連，測量全半橋混合型mmc(2)在過載狀態(tài)下的電流，電壓和功率的大小，以此得出全半橋混合型mmc(2)的功率因素角評價(jià)因子，并將功率因素角評價(jià)因子傳輸給電腦終端(11)；計(jì)時(shí)裝置(10)與電腦終端(11)相連記錄試驗(yàn)箱(1)中全半橋混合型mmc(2)在過載工況下運(yùn)行的時(shí)間；

5、第二步：計(jì)算在過載狀態(tài)下全半橋混合型mmc的散熱評價(jià)因子

6、通過電腦終端(11)增大電流使全半橋混合型mmc(2)中的電流達(dá)到額定電流記為iarm，單位為a，全半橋混合型mmc(2)的運(yùn)行時(shí)間為1min，此時(shí)第一溫度傳感器(4)測量的溫度記為t0，單位為℃，第二溫度傳感器(5)測量的溫度記為t1，單位為℃，第三溫度傳感器(6)測量的溫度記為t2，單位為℃，第四溫度傳感器(7)測量的溫度記為t3，單位為℃，繼續(xù)增大電腦終端(11)電流的大小，以iarm為基準(zhǔn)逐級增加，為防止全半橋混合型mmc(2)因超過額定電流過大而發(fā)生毀壞，因此每次增加電流的大小為0.1倍的iarm，增加電流的大小分別為0.1iarm，0.2iarm，0.3iarm，0.4iarm，0.5iarm，全半橋混合型mmc(2)在每個(gè)電流下的運(yùn)行時(shí)間仍為1min，此時(shí)第一溫度傳感器(4)所測溫度記為tai，第二溫度傳感器(5)所測溫度記為tbi，第三溫度傳感器(6)所測溫度記為tci，第四溫度傳感器(7)所測溫度記為tdi，其中i＝1，2，3，4，5，且以上溫度單位都為℃，散熱器性能測試臺(3)將四個(gè)溫度傳感器所測的溫度數(shù)值進(jìn)行分析計(jì)算；

7、通過公式(1)可以求得過載下的散熱評價(jià)因子αs：

8、

9、第三步：計(jì)算在過載狀態(tài)下全半橋混合型mmc的功率因素角評價(jià)因子

10、通過電腦終端(11)增大電流使全半橋混合型mmc(2)中的電流達(dá)到額定電流記為iarm，單位為a，全半橋混合型mmc(2)的運(yùn)行時(shí)間為1min，此時(shí)功率分析儀(8)測出的電流值為iarm，單位為a，功率分析儀(8)測出的電壓值為usmn，單位為v，功率分析儀(8)測出的功率值為pm，單位為w，繼續(xù)增大電腦終端(11)電流的大小，以iarm為基準(zhǔn)逐級增加，為防止全半橋混合型mmc(2)因超過額定電流過大而發(fā)生毀壞，因此每次增加電流的大小為0.1倍的iarm，增加電流的大小分別為0.1iarm，0.2iarm，0.3iarm，0.4iarm，0.5iarm，全半橋混合型mmc(2)在每個(gè)電流下的運(yùn)行時(shí)間仍為1min，功率分析儀(8)測量的電流值記為ii，單位為a，功率分析儀(8)測量的電壓值記為ui，單位為v，功率分析儀(8)測量的功率值記為pi，單位為w，其中i＝1，2，3，4，5，功率分析儀(8)對所測得的電流，電壓和功率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算；

11、通過公式(2)可以求得過載下的功率因素角評價(jià)因子βj：

12、

13、其中f為測試模擬電源(9)的頻率取值為50hz；

14、第四步：計(jì)算全半橋混合型mmc的過載能力評估因子

15、由公式(3)獲得全半橋混合型mmc的過載能力評估因子σg：

16、

17、第五步：評估全半橋混合型mmc的過載能力

18、由公式(3)評估全半橋混合型mmc的過載能力，若1＜σg≤1.18說明過載能力優(yōu)良；若1.18＜σg≤1.28則說明過載能力一般；若σg＞1.28說明過載能力很差，需要調(diào)整全半橋混合型mmc中電流大小，以防止過載情況下全半橋混合型mmc內(nèi)部發(fā)生故障，造成全半橋混合型mmc內(nèi)部器件損壞，致使全半橋混合型mmc無法正常工作。

19、本發(fā)明的有益效果在于，通過搭建測試平臺，綜合考慮了在散熱、功率因數(shù)角因素的綜合影響下，對全半橋混合型mmc的過載能力的影響，提供了一種計(jì)算方法，可準(zhǔn)確計(jì)算出全半橋混合型mmc的過載能力評估因子，為評估全半橋混合型mmc的過載能力性能提供了一條途徑。

技術(shù)特征：

1.一種全半橋混合型mmc的過載能力評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種全半橋混合型MMC的過載能力評估方法，該方法通過搭建實(shí)驗(yàn)平臺，不斷改變測試模擬電流的大小，分別得到全半橋混合型MMC工作在過載電流狀態(tài)下的散熱評價(jià)因子和功率因素角評價(jià)因子，最終確定全半橋混合型MMC的過載能力評估因子，驗(yàn)證了全半橋混合型MMC的過載能力。本發(fā)明利用全半橋混合型MMC過載能力評估因子對全半橋混合型MMC的過載能力進(jìn)行評估，可以準(zhǔn)確而又快速的評估全半橋混合型MMC的過載能力，為全半橋混合型MMC的過載能力評估提供了依據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：周利軍,徐凱杰,管京榮,王東陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西南交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19