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解决清洁能源的开发与利用是我国现今面临的综合性战略问题,涉及到了经济、环境、能源等诸多领域,然而这一战略的落实和规模发展受到新能源发电系统可靠性低的制约。随着功率器件在新能源发电中的广泛应用,由于风、光、潮汐等的不稳定性使发电功率波动十分剧烈,从而致使功率模块受到持续不断的热力冲击,加速了功率模块的失效进程,成为影响新能源发电系统可靠性的关键因素之一,因此,寻找并构建能准确预测功率模块剩余寿命的模型是确保新能源发电系统稳定持续运行的基础。目前相关功率模块在由于热冲击所引起的衰退性及器件可靠性研究较少,对功率模块失效进程了解模糊,不能准确理解与把握相关模块的失效特征方式;更多的寿命预测的研究局限于可能损坏的预警,不能在实际工况下做出准确预测。因此,围绕风力、光伏等发电中常用功率模块IGBT的在线寿命预测,论文的主要工作如下:(1)研究并总结了引发IGBT失效的因素。主要可分为三种:由于内部结构缺陷和制造工艺引发的潜在失效;外部应力对其造成内部疲劳损伤积累失效;电路其他外部运行环境对其造成的失效。在此基础上,阐述了不断累积的热冲击使IGBT功率模块内部不同材料结构间逐渐发生变化并导致失效的过程。(2)提出并构建了基于实时监测IGBT功率模块温度的剩余寿命预测模型。深入分析现有的IGBT功率模块温度的模拟及探测方法,发现其只能向控制系统发出警告,并不能判断模块是否真正损坏,更不能由此推测模块的剩余寿命。针对上述问题,论文提出了一种新的预测方法,该方法基于实时监测IGBT功率模块温度,将模块总寿命和即时温度量化,通过累积运行过程中模块的损伤来实现实时监测IGBT功率模块寿命的变化,进而预测模块剩余寿命。(3)搭建模拟实际工况的测温闭环系统为寿命预测模型提供真实可靠数据,并运用云模型解决IGBT功率模块寿命的随机性与模糊性。从实际运行工况着手,采用CM100DY-24NF型IGBT功率模块,搭建测温闭环系统,控制IGBT功率模块的进行可靠性老化试验,实验模拟了模块几种工作状态下温度的动态波形,探究了两种温度变化下模块的不同工作条件下的可能原因,并提出将云模型引入可靠性分析中,与传统可靠性相比,云模型是定性定量相互转换的工具,把具有随机性和模糊性特征的性能参数序列的分布特征用参数可变的分布函数定量表达,从理论上提高了参数估计结果的合理性。论文在引起IGBT功率模块失效机理上进行了探究,并构建了基于实时监测温度的寿命预测模型,为新能源发电装置中关键性器件的在线寿命预测打下了一定基础。