CN108063427A - 逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统 - Google Patents
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Abstract
提供一种逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统，所述逆变器包括并联连接的IGBT模块，所述方法包括：确定当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度；检测每个桥臂的温度是否大于温度保护阈值；如果每个桥臂的温度均不大于温度保护阈值，则检测每个桥臂的温度是否大于过温降额阈值；如果至少一个桥臂的温度大于过温降额阈值，则针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理，其中，温度保护阈值大于过温降额阈值。采用本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统，能够基于模块化逆变器中每个IGBT模块的桥臂的温度的变化来进行过温保护，有效提高了对电源能量的利用率。
Description
技术领域
本发明总体说来涉及新能源发电技术领域，更具体地讲，涉及一种逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统。
背景技术
在光伏系统及风电系统中，IGBT模块为主流的功率器件。在风电系统或光伏系统中，随着功率密度的提高，流经IGBT模块的电流变大，IGBT模块的温度特性将会受到散热器、安装工艺、散热结构等因素的影响，IGBT模块的温度保护将会被触发。IGBT模块的温度保护通常是根据IGBT模块的实时温度进行阈值判断，还有的是根据温度变化率进行控制，但其实质只是根据阈值判断或温度变化率进行停机保护，这会降低对电源能量的利用率。
发明内容
本发明的示例性实施例的目的在于提供一种逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统，以解决现有技术中对逆变器进行过温保护控制过程中对电源能量利用率较低的技术问题。
根据本发明示例性实施例的一方面，提供一种逆变器过温保护控制方法，所述逆变器包括并联连接的IGBT模块，所述方法包括：确定当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度；检测每个桥臂的温度是否大于温度保护阈值；如果每个桥臂的温度均不大于温度保护阈值，则检测每个桥臂的温度是否大于过温降额阈值；如果至少一个桥臂的温度大于过温降额阈值，则针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理，其中，温度保护阈值大于过温降额阈值。
可选地，所述方法可还包括：如果至少一个桥臂的温度大于温度保护阈值，则控制所述温度大于温度保护阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机。
可选地，针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理的步骤可包括：确定目标功率，使每个IGBT模块的输入功率降到目标功率。
可选地，确定目标功率值的步骤可包括：确定当前工作的任意一个IGBT模块的实际输入功率；基于所述实际输入功率和预设功率确定第一目标功率，并确定与第一目标功率对应的第一效率值；基于第一目标功率和所述预设功率确定第二目标功率，并确定与第二目标功率对应的第二效率值；如果第二目标功率与第二效率值的乘积大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第二目标功率作为目标功率；如果第二目标功率与第二效率值的乘积不大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第一目标功率作为目标功率。
可选地，第一目标功率可为所述实际输入功率与所述预设功率之差，第二目标功率可为第一目标功率与所述预设功率之差。
可选地，在针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理之后，所述方法可还包括：确定逆变器当前的输出功率；检测逆变器当前的输出功率是否大于功率阈值；如果逆变器当前的输出功率不大于功率阈值，则控制大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块停机，控制当前工作的IGBT模块中除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块继续工作；如果逆变器当前的输出功率大于功率阈值，则控制当前工作的每个IGBT模块继续以目标功率作为输入功率。
可选地，功率阈值可为当前工作的IGBT模块的数量的值减一之后与IGBT模块的额定输出功率的乘积，逆变器当前的输出功率可为当前工作的IGBT模块的数量的值、目标功率以及与目标功率对应的效率值的乘积。
根据本发明示例性实施例的另一方面，提供一种逆变器过温保护控制系统，所述逆变器包括并联连接的IGBT模块，所述控制系统包括：温度检测器，检测当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度；处理器被配置为：检测每个桥臂的温度是否大于温度保护阈值，如果每个桥臂的温度均不大于温度保护阈值，则检测每个桥臂的温度是否大于过温降额阈值，如果至少一个桥臂的温度大于过温降额阈值，则针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理，其中，温度保护阈值大于过温降额阈值。
可选地，处理器可还被配置为：如果至少一个桥臂的温度大于温度保护阈值，则控制所述温度大于温度保护阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机。
可选地，处理器可还被配置为：确定目标功率，使每个IGBT模块的输入功率降到目标功率。
可选地，处理器可还被配置为：确定当前工作的任意一个IGBT模块的实际输入功率；基于所述实际输入功率和预设功率确定第一目标功率，并确定与第一目标功率对应的第一效率值；基于第一目标功率和所述预设功率确定第二目标功率，并确定与第二目标功率对应的第二效率值；如果第二目标功率与第二效率值的乘积大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第二目标功率作为目标功率；如果第二目标功率与第二效率值的乘积不大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第一目标功率作为目标功率。
可选地，第一目标功率可为所述实际输入功率与所述预设功率之差，第二目标功率可为第一目标功率与所述预设功率之差。
可选地，处理器可还被配置为：在针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理之后，确定逆变器当前的输出功率；检测逆变器当前的输出功率是否大于功率阈值；如果逆变器当前的输出功率不大于功率阈值，则控制大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块停机，控制当前工作的IGBT模块中除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块继续工作；如果逆变器当前的输出功率大于功率阈值，则控制当前工作的每个IGBT模块继续以目标功率作为输入功率。
可选地，功率阈值可为当前工作的IGBT模块的数量的值减一之后与IGBT模块的额定输出功率的乘积，逆变器当前的输出功率可为当前工作的IGBT模块的数量的值、目标功率以及与目标功率对应的效率值的乘积。
根据本发明示例性实施例的再一方面，提供一种逆变器过温保护控制装置，所述逆变器包括并联连接的IGBT模块，所述控制装置包括：桥臂温度确定模块，确定当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度；第一检测模块，检测每个桥臂的温度是否大于温度保护阈值；第二检测模块，如果每个桥臂的温度均不大于温度保护阈值，则检测每个桥臂的温度是否大于过温降额阈值；降额处理模块，如果至少一个桥臂的温度大于过温降额阈值，则针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理，其中，温度保护阈值大于过温降额阈值。
可选地，所述控制装置可还包括：停机控制模块，如果至少一个桥臂的温度大于温度保护阈值，则控制所述温度大于温度保护阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机。
可选地，降额处理模块可确定目标功率，使每个IGBT模块的输入功率降到目标功率。
可选地，降额处理模块可包括：模块输入功率确定子模块，确定当前工作的任意一个IGBT模块的实际输入功率；第一目标功率确定子模块，基于所述实际输入功率和预设功率确定第一目标功率，并确定与第一目标功率对应的第一效率值；第二目标功率确定子模块，基于第一目标功率和所述预设功率确定第二目标功率，并确定与第二目标功率对应的第二效率值；目标功率确定子模块，如果第二目标功率与第二效率值的乘积大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第二目标功率作为目标功率，如果第二目标功率与第二效率值的乘积不大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第一目标功率作为目标功率。
可选地，第一目标功率可为所述实际输入功率与所述预设功率之差，第二目标功率可为第一目标功率值与所述预设功率值之差。
可选地，所述控制装置可还包括：逆变器输出功率确定模块，在针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理之后，确定逆变器当前的输出功率；第三检测模块，检测逆变器当前的输出功率是否大于功率阈值，其中，如果逆变器当前的输出功率不大于功率阈值，则停机控制模块可控制大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块停机，降额处理模块可控制当前工作的IGBT模块中除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块继续工作，如果逆变器当前的输出功率大于功率阈值，则降额处理模块可控制当前工作的每个IGBT模块继续以目标功率作为输入功率。
可选地，功率阈值可为当前工作的IGBT模块的数量的值减一之后与IGBT模块的额定输出功率的乘积，逆变器当前的输出功率可为当前工作的IGBT模块的数量的值、目标功率以及与目标功率对应的效率值的乘积。
根据本发明示例性实施例的再一方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的逆变器过温保护控制方法。
采用本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统，能够基于模块化逆变器中每个IGBT模块的桥臂的温度的变化来采用不同的控制方式进行过温保护，有效提高了对电源能量的利用率。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的详细描述，本发明示例性实施例的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚。
图1示出根据本发明示例性实施例的模块化的逆变器的结构示意图；
图2示出根据本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制方法的流程图；
图3示出根据本发明示例性实施例的确定目标功率值的步骤的流程图；
图4示出根据本发明示例性实施例的IGBT模块输入功率与效率的关系曲线图；
图5示出根据本发明示例性实施例的切除过温IGBT模块的步骤的流程图；
图6示出根据本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制系统的结构图；
图7示出根据本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制装置的结构图；
图8示出根据本发明示例性实施例的降额处理模块的结构图。
具体实施方式
现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，一些示例性实施例在附图中示出。
图1示出根据本发明示例性实施例的模块化的逆变器的结构示意图。
一般来讲，模块化的逆变器可包括并联连接的IGBT模块并且每个IGBT模块的额定功率相同，且每个IGBT模块的输入功率也相同。此外，在对每个IGBT模块执行功率降额处理时，是控制每个IGBT模块同时动作，且每个IGBT模块在执行功率降额处理之后目标功率也相同。
图1示出了包括三个IGBT模块的模块化的逆变器，并且如本领域技术人员能够理解的，图1中示出的IGBT模块的数量仅是示例，可根据实际应用情况而包括更多或更少数量的IGBT模块。
如图1所示，模块化的逆变器包括并联连接的第一IGBT模块A、第二IGBT模块B和第三IGBT模块C。逆变器的输入直流电压值为Udc(即，并联连接的第一IGBT模块A、第二IGBT模块B和第三IGBT模块C的输入直流电压值均为Udc)，经由上述各IGBT模块使输入直流电压转变为交流电压进行输出。
作为示例，每个IGBT模块可分别包括三个桥臂，可通过各种方式来测量每个桥臂的温度。例如，可通过集成在IGBT模块内部的温度传感器或独立的温度采样电路来测量每个桥臂的温度。虽然图1中示出了每个IGBT模块包括三个桥臂，但是每个IGBT模块所包括的桥臂的数量不限于三个。
下面参照图2来介绍逆变器过温保护控制方法的步骤。
图2示出根据本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制方法的流程图。
参照图2，在步骤S10中，确定当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度。例如，可周期性地确定当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度。
在步骤S20中，检测每个桥臂的温度是否大于温度保护阈值，即，检测是否存在其温度大于温度保护阈值的桥臂。这里，该温度保护阈值可为用于判断是否需要对IGBT模块执行停机处理的温度临界值，该温度保护阈值可根据本领域技术人员的经验值等进行设定。
如果存在其温度大于温度保护阈值的桥臂，即，至少一个桥臂的温度大于温度保护阈值，则执行步骤S30：控制温度大于温度保护阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机。
如果不存在其温度大于温度保护阈值的桥臂，即，每个桥臂的温度均不大于(即，小于等于)温度保护阈值，则执行步骤S40：检测每个桥臂的温度是否大于过温降额阈值，即，检测是否存在其温度大于过温降额阈值的桥臂。这里，过温降额阈值可为用于判断是否需要对IGBT模块执行功率降额处理的温度临界值，温度保护阈值大于过温降额阈值。
如果每个桥臂的温度均不大于(即，小于等于)过温降额阈值，即，不存在温度大于过温降额阈值的桥臂，则不对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理，即，维持当前功率。
如果存在温度大于过温降额阈值的桥臂，即，至少一个桥臂的温度大于过温降额阈值，则执行步骤S50：针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理。
例如，针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理的步骤可包括：确定目标功率，使每个IGBT模块的输入功率降到目标功率。
图3示出根据本发明示例性实施例的确定目标功率值的步骤的流程图。
参照图3，在步骤S301中，确定当前工作的任意一个IGBT模块的实际输入功率。这里，由于逆变器中的每个IGBT模块的输入功率相同，因此这里可选取任意一个IGBT模块的实际输入功率用于后续步骤中的计算。
在步骤S302中，基于确定的所述任意一个IGBT模块的实际输入功率和预设功率确定第一目标功率，并确定与第一目标功率对应的第一效率值。
例如，第一目标功率可为实际输入功率与预设功率之差。这里，本领域技术人员可根据实际需要来确定预设功率的大小。此外，可基于预先确定的效率-功率曲线确定与第一目标功率对应的第一效率值。
在步骤S303中，基于第一目标功率和预设功率确定第二目标功率，并确定与第二目标功率对应的第二效率值。
例如，第二目标功率可为第一目标功率与预设功率之差，可基于预先确定的效率-功率曲线确定与第二目标功率对应的第二效率值。应理解，用于计算第二目标功率的预设功率与用于计算第一目标功率的预设功率的值可相同也可不同。
应理解，步骤S302与步骤S303的执行顺序不分先后，也可先执行步骤S303再执行步骤S302，只需在步骤S304之前确定第一目标功率、第一效率值、第二目标功率和第二效率值即可。
在步骤S304中，确定第二目标功率与第二效率值的乘积是否大于第一目标功率与第一效率值的乘积。
如果第二目标功率与第二效率值的乘积大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则执行步骤S305：将第二目标功率作为目标功率。
如果第二目标功率与第二效率值的乘积不大于(即，小于等于)第一目标功率与第一效率值的乘积，则执行步骤S306：将第一目标功率作为目标功率。
作为示例，可参照图4所示的IGBT模块的输入功率与效率的关系曲线确定第一效率值和第二效率值。
以下参照图4来说明本申请的有益效果。现有技术中，若检测到IGBT模块过热，通常是将IGBT模块当前的输入功率按照特定步长逐渐减小。例如，假设IGBT模块当前的输入功率为P1，则可先控制IGBT模块的输入功率减小为P2＝P1-ΔP，再判断IGBT模块是否过热；若IGBT模块仍然过热，则控制IGBT模块的输入功率再次减小为P3＝P2-ΔP。
从图4所示的效率-功率曲线中可以看出，在效率最高点的左侧曲线部分，随着IGBT模块的输入功率的减小，IGBT模块的效率更低，在效率最高点的右侧曲线部分，随着IGBT模块的输入功率的减小，IGBT模块的效率反而更高。例如，输入功率P3对应的效率η3最高，而输入功率P1对应的效率η1最低。如此以来，对于过渡点P2来说，变流器系统处于低效状态，输入功率减小过程中电能的转换效率较低。
然而依照本发明示例性实施例的图3所示的步骤流程，可以克服上述缺陷。例如，可将输入功率P2作为第一目标功率，将输入功率P3作为第二目标功率，如果通过计算判断输入功率P3*η3>P2*η2，则可将P3作为目标功率，控制输入功率直接从P1减小为P3。这样不仅缩短执行功率降额处理的时间，还能保证效率最优。优选地，在针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理之后，还可基于逆变器当前的输出功率，在逆变器满足将大于过温降额阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机的条件时控制该IGBT模块停机。
下面参照图5介绍切除过温IGBT模块的步骤。
图5示出根据本发明示例性实施例的切除过温IGBT模块的步骤的流程图。
参照图5，在步骤S60中，确定逆变器当前的输出功率。这里，逆变器当前的输出功率可为当前工作的IGBT模块的数量的值与IGBT模块的输出功率的乘积，例如，IGBT模块的输出功率可为IGBT模块的输入功率同与输入功率对应的效率值的乘积。也就是说，逆变器当前的输出功率可为当前工作的IGBT模块的数量的值、目标功率以及与目标功率对应的效率值的乘积。
在步骤S70中，检测逆变器当前的输出功率是否大于功率阈值。作为示例，功率阈值可为当前工作的IGBT模块的数量的值减一之后与IGBT模块的额定输出功率的乘积。
如果逆变器当前的输出功率不大于(即，小于等于)功率阈值，则执行步骤S80：控制大于过温降额阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机，并控制当前工作的IGBT模块中除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块继续工作。此时，可提高除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块的输入功率，以使当前工作的IGBT模块的输出功率能够达到至少一个桥臂所属的IGBT模块停机前逆变器的输出功率。
如果逆变器当前的输出功率大于功率阈值，则执行步骤S90：控制当前工作的每个IGBT模块继续以目标功率作为输入功率。
图6示出根据本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制系统的结构图。
如图6所示，根据本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制系统包括：温度检测器10和处理器20。
具体说来，温度检测器10检测当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度。这里，温度检测器10可周期性地检测当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度，并将检测的每个桥臂的温度上传到处理器20。作为示例，温度检测器10可为集成在IGBT模块内部的温度传感器或独立的温度采样电路。
处理器20被配置为：检测每个桥臂的温度是否大于温度保护阈值，即，检测是否存在其温度大于温度保护阈值的桥臂。如果每个桥臂的温度均不大于温度保护阈值，即，不存在其温度大于温度保护阈值的桥臂，则检测每个桥臂的温度是否大于过温降额阈值，即，检测是否存在其温度大于过温降额阈值的桥臂。如果至少一个桥臂的温度大于过温降额阈值，即，存在其温度大于过温降额阈值的桥臂，则针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理。这里，温度保护阈值大于过温降额阈值。如果每个桥臂的温度均不大于(即，小于等于)过温降额阈值，即，不存在温度大于过温降额阈值的桥臂，则不对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理，即，维持当前功率。
例如，温度保护阈值可为用于判断是否需要对IGBT模块执行停机处理的温度临界值，过温降额阈值可为用于判断是否需要对IGBT模块执行功率降额处理的温度临界值，该温度保护阈值及过温降额阈值均可根据本领域技术人员的经验值进行设定。
优选地，如果至少一个桥臂的温度大于温度保护阈值，即，存在其温度大于温度保护阈值的桥臂，则处理器20可控制温度大于温度保护阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机。
处理器20可还被配置为：确定目标功率，使每个IGBT模块的输入功率降到目标功率。
具体说来，处理器20确定目标功率的过程可为：确定当前工作的任意一个IGBT模块的实际输入功率；基于所述实际输入功率和预设功率确定第一目标功率，并确定与第一目标功率对应的第一效率值；基于第一目标功率和所述预设功率确定第二目标功率，并确定与第二目标功率对应的第二效率值；如果第二目标功率与第二效率值的乘积大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第二目标功率作为目标功率；如果第二目标功率与第二效率值的乘积不大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第一目标功率作为目标功率。
例如，第一目标功率可为实际输入功率与预设功率之差，第二目标功率可为第一目标功率与预设功率之差。这里，本领域技术人员可根据实际需要来确定预设功率的大小。此外，可基于预先确定的效率-功率曲线确定与第一目标功率对应的第一效率值以及与第二目标功率对应的第二效率值。
优选地，在针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理之后，处理器20还可基于逆变器当前的输出功率，在逆变器满足将大于过温降额阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机的条件时控制该IGBT模块停机。
具体说来，处理器20可还被配置为：在针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理之后，确定逆变器当前的输出功率；检测逆变器当前的输出功率是否大于功率阈值；如果逆变器当前的输出功率不大于功率阈值，则控制大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块停机，控制当前工作的IGBT模块中除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块继续工作；如果逆变器当前的输出功率大于功率阈值，则控制当前工作的每个IGBT模块继续以目标功率作为输入功率。
这里，逆变器当前的输出功率可为当前工作的IGBT模块的数量的值、目标功率以及与目标功率对应的效率值的乘积。作为示例，功率阈值可为当前工作的IGBT模块的数量的值减一之后与IGBT模块的额定输出功率的乘积。
图7示出根据本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制装置的结构图。
如图7所示，根据本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制装置包括：桥臂温度确定模块10、第一检测模块20、第二检测模块30和降额处理模块40。
具体说来，桥臂温度确定模块10确定当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度。例如，可利用各种温度检测装置来测量每个桥臂的温度，桥臂温度确定模块10从温度检测装置获取当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度。优选地，桥臂温度确定模块10可周期性地确定当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度。
第一检测模块20检测每个桥臂的温度是否大于温度保护阈值。这里，该温度保护阈值可为用于判断是否需要对IGBT模块执行停机处理的温度临界值，该温度保护阈值可根据本领域技术人员的经验值进行设定。
优选地，根据本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制装置可还包括：停机控制模块(图中未示出)，如果至少一个桥臂的温度大于温度保护阈值，即，存在其温度大于温度保护阈值的桥臂，则停机控制模块控制温度大于温度保护阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机。
如果每个桥臂的温度均不大于温度保护阈值，即，不存在其温度大于温度保护阈值的桥臂，则第二检测模块30检测每个桥臂的温度是否大于过温降额阈值，即，检测是否存在其温度大于过温降额阈值的桥臂。这里，过温降额阈值可为用于判断是否需要对IGBT模块执行功率降额处理的温度临界值，该过温降额阈值可根据本领域技术人员的经验值进行设定，温度保护阈值大于过温降额阈值。
如果至少一个桥臂的温度大于过温降额阈值，即，存在其温度大于过温降额阈值的桥臂，则降额处理模块40针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理。如果每个桥臂的温度均不大于(即，小于等于)过温降额阈值，即，不存在温度大于过温降额阈值的桥臂，则降额处理模块40不对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理，即，维持当前功率。
例如，降额处理模块40可确定目标功率，使每个IGBT模块的输入功率降到目标功率。
图8示出根据本发明示例性实施例的降额处理模块40的结构图。
如图8所示，根据本发明示例性实施例的降额处理模块40可包括：模块输入功率确定子模块401、第一目标功率确定子模块402、第二目标功率确定子模块403和目标功率确定子模块404。
具体说来，模块输入功率确定子模块401确定当前工作的任意一个IGBT模块的实际输入功率。这里，由于逆变器中的每个IGBT模块的输入功率相同，因此这里模块输入功率确定子模块401可选取任意一个IGBT模块的实际输入功率用于后续的计算中。
第一目标功率确定子模块402基于模块输入功率确定子模块401确定的实际输入功率和预设功率确定第一目标功率，并确定与第一目标功率对应的第一效率值。
例如，第一目标功率可为实际输入功率与预设功率之差。这里，本领域技术人员可根据实际需要来确定预设功率的大小。此外，第一目标功率确定子模块402可基于预先确定的效率-功率曲线确定与第一目标功率对应的第一效率值。
第二目标功率确定子模块403基于第一目标功率和预设功率确定第二目标功率，并确定与第二目标功率对应的第二效率值。
例如，第二目标功率可为第一目标功率与预设功率之差，可基于预先确定的效率-功率曲线确定与第二目标功率对应的第二效率值。
如果第二目标功率与第二效率值的乘积大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则目标功率确定子模块404将第二目标功率作为目标功率，如果第二目标功率与第二效率值的乘积不大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则目标功率确定子模块404将第一目标功率作为目标功率。
优选地，根据本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制装置可还包括：逆变器输出功率确定模块和第三检测模块(图中未示出)。
具体说来，逆变器输出功率确定模块在针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理之后，确定逆变器当前的输出功率。这里，逆变器当前的输出功率可为当前工作的IGBT模块的数量的值、目标功率以及与目标功率对应的效率值的乘积。
第三检测模块检测逆变器当前的输出功率是否大于功率阈值。作为示例，功率阈值可为当前工作的IGBT模块的数量的值减一之后与IGBT模块的额定输出功率的乘积。
如果逆变器当前的输出功率不大于功率阈值，则停机控制模块控制大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块停机，降额处理模块40控制当前工作的IGBT模块中除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块继续工作。此时，可提高除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块的输入功率，以使当前工作的IGBT模块的输出功率能够达到至少一个桥臂所属的IGBT模块停机前逆变器的输出功率。如果逆变器当前的输出功率大于功率阈值，则降额处理模块40控制当前工作的每个IGBT模块继续以目标功率作为输入功率。
根据本发明的示例性实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有当被处理器执行时使得处理器执行上述逆变器过温保护控制方法的计算机程序。该计算机可读记录介质是可存储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。
采用本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统，能够基于模块化逆变器中每个IGBT模块的桥臂的温度的变化来进行过温保护，有效提高了对电源能量的利用率。
此外，采用本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统，可在每个桥臂的温度均没有超过温度保护阈值的条件下针对温度超过过温降额阈值的桥臂所属的IGBT执行功率降额处理，这样不仅能够有效抑制温升，还能提高电源能量的利用率。
此外，采用本发明示例性实施例的逆变器过温保护控制方法、控制装置以及控制系统，在逆变器输出功率降到功率阈值时，可切除温度大于过温降额阈值的桥臂所属的IGBT模块，实现功率最大输出。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (22)
1.一种逆变器过温保护控制方法，所述逆变器包括并联连接的IGBT模块，其特征在于，所述方法包括：
确定当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度；
检测每个桥臂的温度是否大于温度保护阈值；
如果每个桥臂的温度均不大于温度保护阈值，则检测每个桥臂的温度是否大于过温降额阈值；
如果至少一个桥臂的温度大于过温降额阈值，则针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理，其中，温度保护阈值大于过温降额阈值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果至少一个桥臂的温度大于温度保护阈值，则控制所述温度大于温度保护阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理的步骤包括：
确定目标功率，使每个IGBT模块的输入功率降到目标功率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定目标功率值的步骤包括：
确定当前工作的任意一个IGBT模块的实际输入功率；
基于所述实际输入功率和预设功率确定第一目标功率，并确定与第一目标功率对应的第一效率值；
基于第一目标功率和所述预设功率确定第二目标功率，并确定与第二目标功率对应的第二效率值；
如果第二目标功率与第二效率值的乘积大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第二目标功率作为目标功率；
如果第二目标功率与第二效率值的乘积不大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第一目标功率作为目标功率。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，第一目标功率为所述实际输入功率与所述预设功率之差，第二目标功率为第一目标功率与所述预设功率之差。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理之后，所述方法还包括：
确定逆变器当前的输出功率；
检测逆变器当前的输出功率是否大于功率阈值；
如果逆变器当前的输出功率不大于功率阈值，则控制大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块停机，控制当前工作的IGBT模块中除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块继续工作；
如果逆变器当前的输出功率大于功率阈值，则控制当前工作的每个IGBT模块继续以目标功率作为输入功率。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，功率阈值为当前工作的IGBT模块的数量的值减一之后与IGBT模块的额定输出功率的乘积，逆变器当前的输出功率为当前工作的IGBT模块的数量的值、目标功率以及与目标功率对应的效率值的乘积。
8.一种逆变器过温保护控制系统，所述逆变器包括并联连接的IGBT模块，其特征在于，所述控制系统包括：
温度检测器，检测当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度；
处理器，被配置为：
检测每个桥臂的温度是否大于温度保护阈值，
如果每个桥臂的温度均不大于温度保护阈值，则检测每个桥臂的温度是否大于过温降额阈值，
如果至少一个桥臂的温度大于过温降额阈值，则针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理，其中，温度保护阈值大于过温降额阈值。
9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，处理器还被配置为：如果至少一个桥臂的温度大于温度保护阈值，则控制所述温度大于温度保护阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机。
10.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，处理器还被配置为：确定目标功率，使每个IGBT模块的输入功率降到目标功率。
11.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于，处理器还被配置为：
确定当前工作的任意一个IGBT模块的实际输入功率；
基于所述实际输入功率和预设功率确定第一目标功率，并确定与第一目标功率对应的第一效率值；
基于第一目标功率和所述预设功率确定第二目标功率，并确定与第二目标功率对应的第二效率值；
如果第二目标功率与第二效率值的乘积大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第二目标功率作为目标功率；
如果第二目标功率与第二效率值的乘积不大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第一目标功率作为目标功率。
12.如权利要求11所述的控制系统，其特征在于，第一目标功率为所述实际输入功率与所述预设功率之差，第二目标功率为第一目标功率与所述预设功率之差。
13.如权利要求10所述的控制系统，其特征在于，处理器还被配置为：
在针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理之后，确定逆变器当前的输出功率；
检测逆变器当前的输出功率是否大于功率阈值；
如果逆变器当前的输出功率不大于功率阈值，则控制大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块停机，控制当前工作的IGBT模块中除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块继续工作；
如果逆变器当前的输出功率大于功率阈值，则控制当前工作的每个IGBT模块继续以目标功率作为输入功率。
14.如权利要求13所述的控制系统，其特征在于，功率阈值为当前工作的IGBT模块的数量的值减一之后与IGBT模块的额定输出功率的乘积，逆变器当前的输出功率为当前工作的IGBT模块的数量的值、目标功率以及与目标功率对应的效率值的乘积。
15.一种逆变器过温保护控制装置，所述逆变器包括并联连接的IGBT模块，其特征在于，所述控制装置包括：
桥臂温度确定模块，确定当前工作的每个IGBT模块中的每个桥臂的温度；
第一检测模块，检测每个桥臂的温度是否大于温度保护阈值；
第二检测模块，如果每个桥臂的温度均不大于温度保护阈值，则检测每个桥臂的温度是否大于过温降额阈值；
降额处理模块，如果至少一个桥臂的温度大于过温降额阈值，则针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理，其中，温度保护阈值大于过温降额阈值。
16.如权利要求15所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：停机控制模块，如果至少一个桥臂的温度大于温度保护阈值，则控制所述温度大于温度保护阈值的至少一个桥臂所属的IGBT模块停机。
17.如权利要求15所述的控制装置，其特征在于，降额处理模块确定目标功率，使每个IGBT模块的输入功率降到目标功率。
18.如权利要求17所述的控制装置，其特征在于，降额处理模块包括：
模块输入功率确定子模块，确定当前工作的任意一个IGBT模块的实际输入功率；
第一目标功率确定子模块，基于所述实际输入功率和预设功率确定第一目标功率，并确定与第一目标功率对应的第一效率值；
第二目标功率确定子模块，基于第一目标功率和所述预设功率确定第二目标功率，并确定与第二目标功率对应的第二效率值；
目标功率确定子模块，如果第二目标功率与第二效率值的乘积大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第二目标功率作为目标功率，如果第二目标功率与第二效率值的乘积不大于第一目标功率与第一效率值的乘积，则将第一目标功率作为目标功率。
19.如权利要求18所述的控制装置，其特征在于，第一目标功率为所述实际输入功率与所述预设功率之差，第二目标功率为第一目标功率值与所述预设功率值之差。
20.如权利要求17所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：
逆变器输出功率确定模块，在针对当前工作的每个IGBT模块执行功率降额处理之后，确定逆变器当前的输出功率；
第三检测模块，检测逆变器当前的输出功率是否大于功率阈值，
其中，如果逆变器当前的输出功率不大于功率阈值，则停机控制模块控制大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块停机，降额处理模块控制当前工作的IGBT模块中除大于过温降额阈值的所述至少一个桥臂所属的IGBT模块之外的IGBT模块继续工作，如果逆变器当前的输出功率大于功率阈值，则降额处理模块控制当前工作的每个IGBT模块继续以目标功率作为输入功率。
21.如权利要求20所述的控制装置，其特征在于，功率阈值为当前工作的IGBT模块的数量的值减一之后与IGBT模块的额定输出功率的乘积，逆变器当前的输出功率为当前工作的IGBT模块的数量的值、目标功率以及与目标功率对应的效率值的乘积。
22.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1-7中的任意一项所述的逆变器过温保护控制方法。
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