大容量风电变流器中IGBT模块多并联策略

陈志强，于 彬，刘 洋，杨定堃

（1.南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司），南京 211106；2.国电南瑞科技股份有限公司，南京 211106）

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近十几年，国内风电机组单机容量等级不断攀升，单机容量从kW 级往着MW 级方向不停更新换代，目前陆上的主流风机容量为2～5 MW，海上主流风机容量更是达到了5～10 MW，并往更高的功率等级发展[1-3]。变流器作为风电发电机组中并网环节的关键器件，其在整个发电机组中的重要性不言而喻，随着机组单机容量的升级，变流器也跟随着往大功率方向发展。

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）具有开关频率高、通态压降小、驱动电路简单且功率小等优点，相比于GTO（可关断晶闸管）、IGCT（集成门极换流晶闸管）等其他全控型功率器件在变流器等电力电子产品应用中更具优势。但在大容量的风电变流器设计中，使用单个IGBT 模块的方案很难满足技术要求。现有提高变流器系统容量的方式一般分为两种：直接选用大容量电力电子功率模块，或者使用小功率IGBT 模块并联实现。目前大功率的电力电子功率半导体器件如晶闸管等很难满足变流器中控制要求。所以，从经济及应用灵活性等角度出发，在大功率变流器应用场景中大多采用IGBT 模块并联的技术方案[4-6]。通过模块的并联可以简单、有效的提升模块组件的通流能力，满足大功率风电变流器的设计需求。但并联方案中并联数量的选择对风电变流器系统稳定及性能有较大影响。

在IGBT 模块的并联应用研究中，现有研究对象更多的是模块之间的不均流，对IGBT 模块并联数量的不同给变流器系统所带来的影响的没有充分研究。……