风电变流器热应力疲劳寿命评估及控制策略研究

项目名称： 风电变流器热应力疲劳寿命评估及控制策略研究

项目编号： No.51377184

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 电工技术

项目作者： 李辉

作者单位： 重庆大学

项目金额： 82万元

中文摘要： 针对风力发电变流器，特别是直驱和双馈风电系统中机侧变流器，长期受低频交变热应力作用的特点，围绕其老化和失效的物理本质，开展风电变流器热应力分布特性、热应力疲劳寿命评估及控制策略的研究。项目首先建立变流器功率模块的动态多源电热耦合模型和热应力计算模型，探索风电变流器在不同运行工况下的热应力分布特性及其影响因素。其次，研究风电变流器在短时极限冲击和长期低频交变热应力作用下的疲劳损伤累积效果，基于非线性疲劳损伤累积理论，引入增量损伤概念和疲劳损伤程度的实时状态反馈，建立对不同程度热应力作用和在不同寿命时期均具有记忆能力的风电变流器疲劳寿命评估模型。最后，基于疲劳寿命评估模型，以变流器热应力疲劳损伤程度为主要评价指标之一，研究不同控制策略对风电变流器热应力的影响，提出变流器及风电机组的有效控制策略。项目研究成果对准确评估并提高风电变流器的运行可靠性，延长其使用寿命，具有重要的现实意义和学术价值。

中文关键词： 风电变流器功率模块；结温；可靠性评估；热管理；状态监测

英文摘要： Considering wind power converters, especially for the machine-side converter of direct-drive and doubly fed wind turbine generator system (WTGS), due to sustained low frequency thermal cycling, it is necessary to propose an investigation focusing on the c

英文关键词： Power module of wind converter；junction temperature；reliability assessment；heat management；condition monitoring