本發明涉及電力控制,尤其涉及一種svg模塊柔性溫度控制方法和裝置。
背景技術:
1、svg模塊目前已廣泛應用在無功補償裝置中,各生產廠家生產制造的svg模塊產品在設計時大都依據《dlt1216-2013靜止無功補償裝置》對于環境溫度要求:安裝運行地區的環境空氣溫度范圍為-40℃~+45℃。模塊應能滿足在環境溫度-40度~+45度的條件之下滿負荷長時間運行,不會因為模塊的過溫保護功能而自動停機。
2、問題在于在實際應用過程中,因應用場所的空間散熱條件不足導致模塊周圍的環境空氣溫度高于設計指標時,就會發生模塊因過溫保護功能產生自動停機,造成無法實現無功補償功能。比如在夏天無空調或散熱風扇的配電房內使用多svg模塊并機整柜,模塊本身就是發熱元件,發熱量是模塊額定功率的3~5%,多模塊同時滿載使用會使得整柜內溫度達到45度以上,最高柜內溫度達到60度甚至更高,滿載運行很短的時間就自動停機。等到模塊溫度冷卻后,又會定時自動重啟,這樣不斷停機重啟反復循環,直到達到設定次數,徹底停機。而此時恰恰是需要進行滿載無功補償的時間段。對于用戶來說會造成率調電費增加。
技術實現思路
1、本發明為了解決在不改變原有散熱器結構設計的條件下,使得模塊在超過運行環境空氣溫度要求上限滿載運行時,模塊會很快出現自動停機,和反復重啟直到達到啟停限制次數徹底停機保護的問題。
2、為了解決上述技術問題,本發明通過下述技術方案得以解決:
3、一種svg模塊柔性溫度控制方法,包括以下步驟:
4、步驟一,預構建svg模塊熱傳遞模型,如公式1和公式2
5、t1(t)=p(t)*z1(t)+t2(t);???公式1
6、t2(t)=p(t)*z2(t)+ta(t);???公式2
7、其中,t1是位于igbt模塊內部底板處測得溫度,記第一溫度,igbt模塊是svg模塊中逆變器的核心器件;t2是svg模塊散熱風扇進風口處測得溫度,記第二溫度;ta是svg模塊機箱所在環境溫度;t是時間變量;p是svg模塊的發生功率;z1是svg模塊機箱內所有物體形成的熱阻抗,z2是svg模塊機箱所在環境空氣所形成的熱阻抗;
8、步驟二,svg模塊上電,風扇滿速運轉;
9、步驟三,以時間常數確定采樣時間,根據采樣時間監測第一溫度和第二溫度,時間常數是igbt模塊輸出功率變化后溫度穩定的時間值;
10、步驟四,若第一溫度大于第一閾值,或者環境溫度大于第二閾值,則執行步驟五,即啟動柔性溫度控制程序;
11、步驟五,設定目標第一溫度,將目標第一溫度代入公式1和公式2計算目標發生功率,逆變器根據目標發生功率控制功率輸出;
12、其中,目標第一溫度小于或等于第一閾值;第二閾值根據svg模塊執行規范要求的環境溫度確定。
13、優選的,逆變器根據目標發生功率控制功率輸出的方法,包括:
14、根據電網交流采樣值計算無功需求值,若無功需求值小于或等于目標發生功率,則控制逆變器按照無功需求值控制功率輸出,若否,則逆變器按照目標發生功率值控制功率輸出。
15、優選的,逆變器根據目標發生功率控制功率輸出后,還包括步驟六,如下:
16、若當前第一溫度大于等于第一閾值,則返回步驟五;
17、若當前第一溫度小于第一閾值,則根據公式2計算得到當前環境溫度,若當前環境溫度小于第二閾值,則逆變器執行正常溫度無功補償需求輸出控制程序,并繼續以采樣時間監測第一溫度和第二溫度;
18、若根據公式2計算得到當前環境溫度大于或等于第二閾值,則判斷是否有停機命令,若有,則執行停機流程,若無,則返回步驟三。
19、優選的,還包括流程:若第一溫度大于第三閾值,則停機并告警,所述第三閾值根據igbt模塊的最高結溫限制值確定。
20、優選的,還包括流程:若svg模塊中有多個igbt模塊,檢測多個第一溫度,取其中最大值與第一閾值進行比較。
21、優選的,所述環境溫度的獲取方法包括:
22、采集到第二溫度,并獲取igbt模塊當前發生功率,代入公式2計算得到,或者,通過在svg模塊機箱所在環境的溫度傳感器采集得到。
23、優選的,公式1和公式2的構建方法包括:
24、確定svg模塊機箱的第一測溫點、第二測溫點和第三測溫點,其中,
25、第一測溫點位于igbt模塊內部底板處,所述第一測溫點測得溫度記第一溫度t1;
26、第二測溫點位于svg模塊散熱風扇進風口處,所述第二測溫點測得溫度記第二溫度t2;
27、第三測溫點位于svg模塊機箱所在環境溫度,記環境溫度ta;
28、根據第一測溫點、第二測溫點和第三測溫點之間的熱傳遞關系,構建公式1和公式2:
29、構建溫度可控實驗環境,輸出至少一種環境溫度;
30、每一環境溫度下,啟動svg模塊輸出若干固定功率點,根據不同的輸出功率下的第一溫度和第二溫度,帶入公式1和公式2計算得到不同環境溫度下的z1和z2參數值。
31、優選的,所述時間常數τ的計算方法,包括:每一環境溫度下,啟動svg模塊輸出若干固定功率點,記錄不同的輸出功率下的第一溫度、第二溫度以及輸出對應固定功率點后溫度穩定的時間值,計算溫度穩定的時間值平均值為時間常數τ。
32、優選的,采樣時間tc取值范圍是τ≤tc≤5τ,τ是時間常數,即輸出功率變化后溫度穩定的時間值。
33、本發明還提出一種svg模塊裝置,采用以上方法和優選方法控制溫度。
34、有益效果:本發明使得svg模塊在夏季高溫時,因為過溫保護自動停機的次數大大減少,從而延長了svg模塊的無功補償正常工作時間,減少甚至使得用戶的率調電費為零。
1.一種svg模塊柔性溫度控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.如權利要求1所述的svg模塊柔性溫度控制方法,其特征在于,逆變器根據目標發生功率控制功率輸出的方法,包括:
3.如權利要求1或2所述的svg模塊柔性溫度控制方法,其特征在于,所述逆變器根據目標發生功率控制功率輸出后,還包括步驟六,如下:
4.如權利要求1或2所述的svg模塊柔性溫度控制方法,其特征在于,還包括流程:若第一溫度大于第三閾值,則停機并告警,所述第三閾值根據igbt模塊的最高結溫限制值確定。
5.如權利要求1所述的svg模塊柔性溫度控制方法,其特征在于,還包括流程:若svg模塊中有多個igbt模塊,檢測多個第一溫度,取其中最大值與第一閾值進行比較。
6.如權利要求1所述的svg模塊柔性溫度控制方法,其特征在于,所述環境溫度的獲取方法包括:
7.如權利要求1所述的svg模塊柔性溫度控制方法,其特征在于,公式1和公式2的構建方法包括:
8.如權利要求1所述的svg模塊柔性溫度控制方法,其特征在于,所述時間常數τ的計算方法,包括:每一環境溫度下,啟動svg模塊輸出若干固定功率點,記錄不同的輸出功率下的第一溫度、第二溫度以及輸出對應固定功率點后溫度穩定的時間值,計算溫度穩定的時間值平均值為時間常數τ。
9.如權利要求1或8所述的svg模塊柔性溫度控制方法,其特征在于,采樣時間tc取值范圍是τ≤tc≤5τ,τ是時間常數,即輸出功率變化后溫度穩定的時間值。
10.一種svg模塊裝置,其特征在于,采用權利要求1-9任一項所述的svg模塊柔性溫度控制方法控制溫度。