一种直流卸荷装置的结温计算方法及装置与流程

1.本技术涉及高压柔性直流输电领域，更具体的说，是涉及一种直流卸荷装置的结温计算方法及装置。


背景技术：

2.随着用电需求的不断增加，发电量高的区域需要向用电需求量大的区域输电，其过程可能为跨海输电，海上风电送出技术需要不断开发，在海上风电送出的过程中需要保证海上风电直流送出工程的可靠性。
3.海上风电柔性直流送出系统中直流卸荷装置是一个重要组成部分。当受端电网发生交流故障致使海上风电柔性直流送出系统无法送出直流功率，将会积压在海上风电柔性直流送出系统内部，这时直流卸荷装置能够对所积压的直流功率进行消耗，从而避免直流功率无法送出导致系统过电压甚至跳闸。
4.直流卸荷装置的工作时间通常不超过2s，在这个过程中由于大功率电力电子器件如igbt(insulated gate bipolar transistor)或igct(integrated gate commutated thyristor)的频繁投切，会在其自身产生大量损耗导致热累计温升，因此需要对温升情况进行结温计算，以保护卸荷装置不被热击穿。
5.目前对igbt或igct的结温核算方法有采用有限元仿真方法，需要搭建igbt或igct的三维模型，其工作量大，时间长，且对于秒级的功耗卸荷需要耗费大量的计算时间和资源，仿真效率低下。而对于直流卸荷装置，引用igbt或igct的结温核算方法也仅适用于高压大功率的测试场景，因此也不具备适用性。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，提出了本技术以便提供一种直流卸荷装置的结温计算方法及装置，以提高计算直流卸荷装置结温的效率。
7.为了实现上述目的，现提出具体方案如下：
8.一种直流卸荷装置的结温计算方法，包括：
9.创建带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型；
10.确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管igbt或集成门极换流晶闸管igct被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息；
11.分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息；
12.利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温；
13.通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流
卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量；
14.根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温。
15.可选的，所述确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管igbt或集成门极换流晶闸管igct被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息，包括：
16.按照预设的单位电力参数，确定对所述电磁暂态仿真模型进行仿真的多种电力参数；
17.在每种电力参数下，驱动所述电磁暂态仿真模型在发生三相短路故障时，投入所述直流卸荷装置中的igbt或igct，并在投入所述直流卸荷装置后的预设仿真时间后，确定该种电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息。
18.可选的，所述分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，包括：
19.基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息、第一预设阈值电压与第一预设斜率电阻，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的导通损耗能量；
20.基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的关断信息，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量；
21.基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的开通信息，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的开通损耗能量；
22.将每种电力参数下的所述导通损耗能量、所述关断损耗能量和所述开通损耗能量累加，得到该种电力参数下所述直流卸荷装置的总损耗能量；
23.确定所述直流卸荷装置在各种电力参数下的总损耗能量中的最大总损耗能量，以及确定所述最大总损耗能量对应的电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息为目标电流信息。
24.可选的，所述基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的关断信息，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量，包括：
25.根据每种电力参数下的所述直流卸荷装置的关断信息，确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断次数；
26.确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置的每一次关断的损耗能量；
27.累计每种电力参数下所述直流卸荷装置的各次关断的损耗能量，为所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量。
28.可选的，所述基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的开通信息，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的开通损耗能量，包括：
29.根据每种电力参数下的所述直流卸荷装置的开通信息，确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的开通次数；
30.确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置的每一次开通的损耗能量；
31.累计每种电力参数下所述直流卸荷装置的各次开通的损耗能量，为所述直流卸荷
装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量。
32.可选的，所述利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温，包括：
33.将所述最大总损耗能量除以所述预设仿真时间，得到所述直流卸荷装置的发热功率；
34.根据所述发热功率和预先建立的热网络仿真模型中的各个电阻的总阻值，计算所述直流卸荷装置的参考最大结温。
35.可选的，通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量，包括：
36.计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标关断损耗能量和目标开通损耗能量；
37.利用所述第一预设阈值电压与第二预设阈值电压，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标阈值电压；
38.利用所述第一预设斜率电阻与第二预设斜率电阻，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标斜率电阻；
39.根据所述目标电流信息、所述目标阈值电压、所述目标斜率电阻以及所述预设仿真时间，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标导通损耗；
40.将所述目标导通损耗能量、所述目标关断损耗能量和所述目标开通损耗能量累加，得到所述直流卸荷装置的目标损耗能量。
41.可选的，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标关断损耗能量和目标开通损耗能量，包括：
42.根据已有的第一参考温度下关断能量与关断电流的关系曲线，确定所述第一参考温度下的关断损耗；
43.根据已有的第二参考温度下关断能量与关断电流的关系曲线，确定所述第二参考温度下的关断损耗；
44.根据已有的第一参考温度下开通能量与开通电流的关系曲线，确定所述第一参考温度下的开通损耗；
45.根据已有的第二参考温度下开通能量与开通电流的关系曲线，确定所述第二参考温度下的开通损耗；
46.根据所述第一参考温度、所述第二参考温度、所述第一参考温度下的关断损耗及开通损耗、所述第二参考温度下的关断损耗及开通损耗，以及所述参考最大结温，计算所述直流卸荷装置的目标关断损耗能量和目标开通损耗能量。
47.可选的，根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温，包括：
48.将所述目标损耗能量除以所述预设仿真时间，得到所述直流卸荷装置的目标发热功率；
49.基于所述目标发热功率和所述热网络仿真模型中的各个电阻的总阻值，计算所述直流卸荷装置的目标最大结温。
50.一种直流卸荷装置的结温计算装置，包括：
51.模型创建单元，用于创建带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型；
52.模型仿真单元，用于确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管igbt或集成门极换流晶闸管igct被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息；
53.损耗信息确定单元，用于分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息；
54.参考结温计算单元，用于利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温；
55.目标损耗能量计算单元，用于通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量；
56.目标结温确定单元，用于根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温。
57.可选的，所述模型仿真单元，包括：
58.电力参数确定单元，用于按照预设的单位电力参数，确定对所述电磁暂态仿真模型进行仿真的多种电力参数；
59.电力测试参数确定单元，用于在每种电力参数下，驱动所述电磁暂态仿真模型在发生三相短路故障时，投入所述直流卸荷装置中的igbt或igct，并在投入所述直流卸荷装置后的预设仿真时间后，确定该种电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息。
60.可选的，所述损耗信息确定单元，包括：
61.第一损耗信息确定子单元，用于基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息、第一预设阈值电压与第一预设斜率电阻，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的导通损耗能量；
62.第二损耗信息确定子单元，用于基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的关断信息，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量；
63.第三损耗信息确定子单元，用于基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的开通信息，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的开通损耗能量；
64.第四损耗信息确定子单元，用于将每种电力参数下的所述导通损耗能量、所述关断损耗能量和所述开通损耗能量累加，得到该种电力参数下所述直流卸荷装置的总损耗能量；
65.第五损耗信息确定子单元，用于确定所述直流卸荷装置在各种电力参数下的总损耗能量中的最大总损耗能量，以及确定所述最大总损耗能量对应的电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息为目标电流信息。
66.可选的，所述第二损耗信息确定子单元，包括：
67.关断次数确定单元，用于根据每种电力参数下的所述直流卸荷装置的关断信息，确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断次数；
68.关断损耗能量确定单元，用于确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置的每一次关断的损耗能量；
69.关断损耗能量累计单元，用于累计每种电力参数下所述直流卸荷装置的各次关断的损耗能量，为所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量。
70.可选的，所述第三损耗信息确定子单元，包括：
71.开通次数确定单元，用于根据每种电力参数下的所述直流卸荷装置的开通信息，确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的开通次数；
72.开通损耗能量确定单元，用于确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置的每一次开通的损耗能量；
73.开通损耗能量累计单元，用于累计每种电力参数下所述直流卸荷装置的各次开通的损耗能量，为所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量。
74.可选的，所述参考结温计算单元，包括：
75.发热功率计算单元，用于将所述最大总损耗能量除以所述预设仿真时间，得到所述直流卸荷装置的发热功率；
76.参考最大结温计算单元，用于根据所述发热功率和预先建立的热网络仿真模型中的各个电阻的总阻值，计算所述直流卸荷装置的参考最大结温。
77.可选的，所述目标损耗能量计算单元，包括：
78.第一目标损耗能量计算单元，用于计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标关断损耗能量和目标开通损耗能量；
79.第二目标损耗能量计算单元，用于利用所述第一预设阈值电压与第二预设阈值电压，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标阈值电压；
80.第三目标损耗能量计算单元，用于利用所述第一预设斜率电阻与第二预设斜率电阻，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标斜率电阻；
81.第四目标损耗能量计算单元，用于根据所述目标电流信息、所述目标阈值电压、所述目标斜率电阻以及所述预设仿真时间，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标导通损耗；
82.第五目标损耗能量计算单元，用于将所述目标导通损耗能量、所述目标关断损耗能量和所述目标开通损耗能量累加，得到所述直流卸荷装置的目标损耗能量。
83.可选的，所述第一目标损耗能量计算单元，包括：
84.第一关断损耗确定单元，用于根据已有的第一参考温度下关断能量与关断电流的关系曲线，确定所述第一参考温度下的关断损耗；
85.第二关断损耗确定单元，用于根据已有的第二参考温度下关断能量与关断电流的关系曲线，确定所述第二参考温度下的关断损耗；
86.第一开通损耗确定单元，用于根据已有的第一参考温度下开通能量与开通电流的关系曲线，确定所述第一参考温度下的开通损耗；
87.第二开通损耗确定单元，用于根据已有的第二参考温度下开通能量与开通电流的关系曲线，确定所述第二参考温度下的开通损耗；
88.目标开通损耗能量计算单元，用于根据所述第一参考温度、所述第二参考温度、所述第一参考温度下的关断损耗及开通损耗、所述第二参考温度下的关断损耗及开通损耗，以及所述参考最大结温，计算所述直流卸荷装置的目标关断损耗能量和目标开通损耗能量。
89.可选的，所述目标结温确定单元，包括：
90.第一目标结温确定子单元，用于将所述目标损耗能量除以所述预设仿真时间，得到所述直流卸荷装置的目标发热功率；
91.第二目标结温确定子单元，用于基于所述目标发热功率和所述热网络仿真模型中的各个电阻的总阻值，计算所述直流卸荷装置的目标最大结温。
92.借由上述技术方案，本技术通过创建带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型，确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管igbt或集成门极换流晶闸管igct被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息，分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温，通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量，根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温。由此可见，通过电磁暂态仿真获取直流卸荷装置投入过程中的电流和开关动作信息，无需建立igbt或igct的三维模型，大大减少了计算最大总损耗能量的工作量和时间，将计算得到的参考最大结温作为迭代输入，再次对损耗进行迭代计算，使得最终计算得到的目标最大结温更准确，从而提高计算直流卸荷装置的目标最大结温的效率。
附图说明
93.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
94.图1为本技术实施例提供的一种实现直流卸荷装置的结温计算的流程示意图；
95.图2(a)-(c)为本技术实施例提供的三种带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型示意图；
96.图3为本技术实施例提供的一种igbt或igct的电压、电流波形示意图；
97.图4为本技术实施例提供的一种igbt或igct的热网络仿真模型的拓扑示意图；
98.图5为本技术实施例提供的一种实现直流卸荷装置的结温计算的装置结构示意图；
99.图6为本技术实施例提供的一种实现直流卸荷装置的结温计算的设备的结构示意图。
具体实施方式
100.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
101.本技术方案可以基于具备数据处理能力的终端实现，该终端可以是电脑、服务器、云端等。
102.接下来，结合图1所述，本技术的直流卸荷装置的结温计算方法可以包括以下步骤：
103.步骤s110、创建带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型。
104.具体的，带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型，可以从预设的若干种搭建方案中选取其中一种搭建方案以搭建，如图2(a)所示，可以搭建集中式的带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型，图中圆圈内的器件为直流卸荷装置。又如图2(b)所示，可以搭建分布式的带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型，图中圆圈内的器件为直流卸荷装置。再如图2(c)所示，可以搭建分布式的带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型，图中圆圈内的器件为直流卸荷装置。
105.步骤s120、确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在igbt或igct被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息。
106.具体的，多种预设的电力参数：以0.1p.u.为分割单位，可以取0～1p.u.之间的十种电力参数。预设仿真时间可以自定义，如1s。这十种电力参数可以作为仿真工况参数进行仿真，如取0.1p.u.、0.2p.u.、
……
、1.0p.u.十组作为工况参数进行仿真，得到10组1s内直流卸荷装置在igbt或igct被投入后的电压电流和开关信息。
107.步骤s130、分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息。
108.具体的，可以根据直流卸荷装置在igbt或igct被投入后的电压电流和开关信息中，绘制igbt或igct的电压、电流的时序波形，如图3所示。以igbt或igct的电流时序波形为参考，根据所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，计算导通损耗、开通损耗和关断损耗，并汇总得到总损耗，比较多组工况参数下的总损耗，可以取其最大总损耗作为所述直流卸荷装置的最大总损耗能量。
109.步骤s140、利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温。
110.具体的，可以根据直流卸荷装置中的igbt或igct的器件手册提供的参数建立热网络仿真模型。所述热网络仿真模型的拓扑结构如图4所示，热网络仿真模型有三路接地，接地的第一路接有发热功率测试仪，接地的第二路接有电压测试仪，接地的第二路与第三路之间串接有多个rc组合，rc组合的总数可以为igbt或igct的阶数，在接地的第三路可测得环境温度。
111.步骤s150、通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量。
112.具体的，在参考所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息的同时，还需要参考25℃和125℃下的通态伏安特性曲线，并通过差值方法确定在所述参考最大结温下的阈值电压和斜率电阻，再基于该阈值电压和该斜率电阻计算得到在所述参考最大结温下的导通损耗、开通损耗和关断损耗，并汇总得到所述直流卸荷装置在所述参考最大
结温下的目标损耗能量
113.步骤s160、根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温。
114.可以理解的是，直流卸荷装置的热量与其igbt或igct的总阻值有关，总阻值越大，直流卸荷装置发出的热量越大，反之越小。
115.本实施例提供的直流卸荷装置的结温计算方法，通过创建带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型，确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管igbt或集成门极换流晶闸管igct被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息，分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温，通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量，根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温。由此可见，通过电磁暂态仿真获取直流卸荷装置投入过程中的电流和开关动作信息，无需建立igbt或igct的三维模型，大大减少了计算最大总损耗能量的工作量和时间，将计算得到的参考最大结温作为迭代输入，再次对损耗进行迭代计算，使得最终计算得到的目标最大结温更准确，从而提高计算直流卸荷装置的目标最大结温的效率。
116.本技术的一些实施例中，对上述步骤s120、确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管igbt或集成门极换流晶闸管igct被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息的过程进行介绍，该过程可以包括：
117.s1、按照预设的单位电力参数，确定对所述电磁暂态仿真模型进行仿真的多种电力参数。
118.具体的，单位电力参数可以自定义，如0.1p.u.，多种电力参数可以以单位电力参数为间隔，确定0.1p.u.、0.2p.u.、
……
、1.0p.u.这十种电力参数。
119.s2、在每种电力参数下，驱动所述电磁暂态仿真模型在发生三相短路故障时，投入所述直流卸荷装置中的igbt或igct，并在投入所述直流卸荷装置后的预设仿真时间后，确定该种电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息。
120.具体的，电磁暂态仿真模型可以包括送端交流系统，当电磁暂态仿真模型发生三相短路故障时为送端交流系统发生三相短路故障。
121.其中，开通信息可以与时间相关，即开通的瞬时信息，关断信息可以与时间相关，即关断的瞬时信息。
122.本实施例提供的直流卸荷装置的结温计算方法，通过确定多种电力参数，并在每种电力参数下进行仿真测试，得到多组电流信息、开通信息和关断信息，无需建立igbt或igct的三维模型，减少了获取电流信息、开通信息和关断信息的时间。
123.本技术的一些实施例中，对上述步骤s130、分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述
直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息的过程进行介绍，该过程可以包括：
124.s1、基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息、第一预设阈值电压与第一预设斜率电阻，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的导通损耗能量。
125.具体的，可以通过igbt或igct的器件手册，获得25℃下的通态伏安特性曲线，由此确定第一预设阈值电压为25℃下的igbt或igct的阈值电压，第一预设斜率电阻为25℃下的igbt或igct的斜率电阻，代入igbt或igct的电流的时序波形，可计算得到直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的导通损耗能量。
126.所述导通损耗能量可以通过下式计算：
[0127][0128]
其中，ic(t)为所述直流卸荷装置的电流信息，v
ce(th)_25℃
为所述第一预设阈值电压，r
_25℃
为所述第一预设斜率电阻，t＝1.5表示预设仿真时间的开始时刻，t＝2.5表示预设仿真时间的结束时刻。
[0129]
s2、基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的关断信息，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量。
[0130]
具体的，可以根据每种电力参数下的所述直流卸荷装置的关断信息，确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断次数，从而确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置的每一次关断的损耗能量，最后可以累计每种电力参数下所述直流卸荷装置的各次关断的损耗能量，为所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量。
[0131]
示例如，假设预设仿真时间为第1.5s～第2.5s，那么可以在igbt或igct的电流的时序波形上确定在第1.5s～第2.5s之间的关断信息，确定每次关断动作产生的能量，累计在第1.5s～第2.5s之间的各次关断动作产生的能量得到关断损耗能量。
[0132]
s3、基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的开通信息，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的开通损耗能量。
[0133]
具体的，可以根据每种电力参数下的所述直流卸荷装置的开通信息，确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的开通次数，从而确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置的每一次开通的损耗能量，最后可以累计每种电力参数下所述直流卸荷装置的各次开通的损耗能量，为所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量。
[0134]
示例如，假设预设仿真时间为第1.5s～第2.5s，那么可以在igbt或igct的电流的时序波形上确定在第1.5s～第2.5s之间的开通信息，确定每次开通动作产生的能量，累计在第1.5s～第2.5s之间的各次开通动作产生的能量得到开通损耗能量。
[0135]
s4、将每种电力参数下的所述导通损耗能量、所述关断损耗能量和所述开通损耗能量累加，得到该种电力参数下所述直流卸荷装置的总损耗能量。
[0136]
具体的，每种电力参数下所述直流卸荷装置的总损耗能量可以通过下式表示：
[0137]eloss
(n)＝e
on
(n) e
switch off
(n) e
switch on
(n)
[0138]
其中，e
on
(n)为每种电力参数下所述直流卸荷装置的导通损耗能量，e
switch off
(n)为每种电力参数下所述直流卸荷装置的关断损耗能量，e
switch on
(n)为每种电力参数下所述直流卸荷装置的开通损耗能量。
[0139]
s5、确定所述直流卸荷装置在各种电力参数下的总损耗能量中的最大总损耗能量，以及确定所述最大总损耗能量对应的电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息为目标电流信息。
[0140]
示例如，假设总共有10种电力参数，那么最大总损耗能量为：
[0141]eloss_max
＝max{e
loss
(1)、e
loss
(2)、e
loss
(3)、...、e
loss
(10)}
[0142]
假设最大总损耗能量为e
loss_max
＝e
loss
(3)，那么目标电流信息为e
loss
(3)所对应的电力参数(0.3p.u.)下的所述直流卸荷装置的电流信息。
[0143]
本实施例提供的直流卸荷装置的结温计算方法，通过计算每种电力参数下的直流卸荷装置的导通损耗能量、关断损耗能量、开通损耗能量，从而得到该种电力参数下的直流卸荷装置的总损耗能量，因此可以确定直流卸荷装置的最大总损耗能量。
[0144]
本技术的一些实施例中，对上述步骤s140、利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温的过程进行介绍，该过程可以包括：
[0145]
s1、将所述最大总损耗能量除以所述预设仿真时间，得到所述直流卸荷装置的发热功率。
[0146]
具体的，可以利用下式计算所述直流卸荷装置的发热功率：
[0147][0148]
其中，e
loss_max
为直流卸荷装置的最大总损耗能量，t为预设仿真时间。
[0149]
s2、根据所述发热功率和预先建立的热网络仿真模型中的各个电阻的总阻值，计算所述直流卸荷装置的参考最大结温。
[0150]
具体的，可以利用下式计算所述直流卸荷装置的参考最大结温：
[0151][0152]
其中，ta为所述热网络仿真模型中的接地的第三路所测得的环境温度，ri为热网络仿真模型中的rc组合中的电阻，n为igbt或igct的阶数，p
loss_max
为直流卸荷装置的发热功率。
[0153]
本实施例提供的直流卸荷装置的结温计算方法，通过将所述最大总损耗能量除以所述预设仿真时间，得到所述直流卸荷装置的发热功率，并根据所述发热功率和预先建立的热网络仿真模型中的各个电阻的总阻值，计算所述直流卸荷装置的参考最大结温，以供后续进行迭代计算。
[0154]
本技术的一些实施例中，对上述步骤s150、通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量的过程进行介绍，该过程可以包括：
[0155]
s1、计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标关断损耗能量和目标开通损耗能量。
[0156]
具体的，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标关断损耗能量和目标开通损耗能量的过程可以包括：
[0157]
s11、根据已有的第一参考温度下关断能量与关断电流的关系曲线，确定所述第一参考温度下的关断损耗。
[0158]
其中，第一参考温度可以为25℃，通过25℃下关断能量与关断电流的关系曲线可以确定25℃下的关断损耗。
[0159]
s12、根据已有的第二参考温度下关断能量与关断电流的关系曲线，确定所述第二参考温度下的关断损耗。
[0160]
其中，第二参考温度可以为125℃，通过125℃下关断能量与关断电流的关系曲线可以确定125℃下的关断损耗。
[0161]
s13、根据已有的第一参考温度下开通能量与开通电流的关系曲线，确定所述第一参考温度下的开通损耗。
[0162]
其中，第一参考温度可以为25℃，通过25℃下开通能量与开通电流的关系曲线可以确定25℃下的开通损耗。
[0163]
s14、根据已有的第二参考温度下开通能量与开通电流的关系曲线，确定所述第二参考温度下的开通损耗。
[0164]
其中，第二参考温度可以为125℃，通过125℃下开通能量与开通电流的关系曲线可以确定125℃下的开通损耗。
[0165]
s15、根据所述第一参考温度、所述第二参考温度、所述第一参考温度下的关断损耗及开通损耗、所述第二参考温度下的关断损耗及开通损耗，以及所述参考最大结温，计算所述直流卸荷装置的目标关断损耗能量和目标开通损耗能量。
[0166]
具体的，可以通过下式计算直流卸荷装置的目标关断损耗能量：
[0167][0168]
其中，t
vj
为所述参考最大结温，e
switch off_125℃
为所述第二参考温度下的关断损耗，e
switch off_25℃
为所述第一参考温度下的关断损耗。
[0169]
可以通过下式计算直流卸荷装置的目标开通损耗能量：
[0170][0171]
其中，t
vj
为所述参考最大结温，e
switch on_125℃
为所述第二参考温度下的开通损耗，e
switch on_25℃
为所述第一参考温度下的开通损耗。
[0172]
s2、利用所述第一预设阈值电压与第二预设阈值电压，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标阈值电压。
[0173]
其中，第二预设阈值电压可以为igbt或igct在125℃下的阈值电压。
[0174]
具体的，可以利用下式计算直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标阈值电压：
[0175][0176]
其中，t
vj
为所述参考最大结温，v
ce(th)_125℃
为第二预设阈值电压，v
ce(th)_25℃
为第一
预设阈值电压。
[0177]
s3、利用所述第一预设斜率电阻与第二预设斜率电阻，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标斜率电阻。
[0178]
其中，第二预设斜率电阻可以为igbt或igct在125℃下的斜率电阻。
[0179]
具体的，可以利用下式计算直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标斜率电阻：
[0180][0181]
其中，t
vj
为所述参考最大结温，r
_125℃
为第二预设斜率电阻，r
_25℃
为第一预设斜率电阻。
[0182]
s4、根据所述目标电流信息、所述目标阈值电压、所述目标斜率电阻以及所述预设仿真时间，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标导通损耗。
[0183]
具体的，可以利用下式计算直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标导通损耗：
[0184][0185]
其中，ic(t)为所述目标电流信息，v
ce(th)_tvj
为所述目标阈值电压，r
_tvj
为所述目标斜率电阻，t＝1.5表示预设仿真时间的开始时刻为第1.5s，t＝2.5表示预设仿真时间的开始时刻为第2.5s。
[0186]
s5、将所述目标导通损耗能量、所述目标关断损耗能量和所述目标开通损耗能量累加，得到所述直流卸荷装置的目标损耗能量。
[0187]
本技术的一些实施例中，对上述步骤s160、根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温的过程进行介绍，该过程可以包括：
[0188]
s1、将所述目标损耗能量除以所述预设仿真时间，得到所述直流卸荷装置的目标发热功率。
[0189]
具体的，可以利用下式计算直流卸荷装置的目标发热功率：
[0190][0191]
其中，e
loss_tvj
为所述目标损耗能量，t为所述预设仿真时间。
[0192]
s2、基于所述目标发热功率和所述热网络仿真模型中的各个电阻的总阻值，计算所述直流卸荷装置的目标最大结温。
[0193]
具体的，可以利用下式计算直流卸荷装置的目标最大结温：
[0194][0195]
其中，ta为所述热网络仿真模型中的接地的第三路所测得的环境温度，ri为热网络仿真模型中的rc组合中的电阻，n为igbt或igct的阶数，p
′
loss_max
为直流卸荷装置的目标发热功率。
[0196]
下面对本技术实施例提供的实现直流卸荷装置的结温计算的装置进行描述，下文
描述的实现直流卸荷装置的结温计算的装置与上文描述的实现直流卸荷装置的结温计算方法可相互对应参照。
[0197]
参见图5，图5为本技术实施例公开的一种实现直流卸荷装置的结温计算的装置结构示意图。
[0198]
如图5所示，该装置可以包括：
[0199]
模型创建单元11，用于创建带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型；
[0200]
模型仿真单元12，用于确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管igbt或集成门极换流晶闸管igct被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息；
[0201]
损耗信息确定单元13，用于分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息；
[0202]
参考结温计算单元14，用于利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温；
[0203]
目标损耗能量计算单元15，用于通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量；
[0204]
目标结温确定单元，用于根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温。
[0205]
可选的，所述模型仿真单元，包括：
[0206]
电力参数确定单元，用于按照预设的单位电力参数，确定对所述电磁暂态仿真模型进行仿真的多种电力参数；
[0207]
电力测试参数确定单元，用于在每种电力参数下，驱动所述电磁暂态仿真模型在发生三相短路故障时，投入所述直流卸荷装置中的igbt或igct，并在投入所述直流卸荷装置后的预设仿真时间后，确定该种电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息。
[0208]
可选的，所述损耗信息确定单元，包括：
[0209]
第一损耗信息确定子单元，用于基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息、第一预设阈值电压与第一预设斜率电阻，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的导通损耗能量；
[0210]
第二损耗信息确定子单元，用于基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的关断信息，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量；
[0211]
第三损耗信息确定子单元，用于基于每种电力参数下的所述直流卸荷装置的开通信息，计算在该种电力参数下，所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的开通损耗能量；
[0212]
第四损耗信息确定子单元，用于将每种电力参数下的所述导通损耗能量、所述关断损耗能量和所述开通损耗能量累加，得到该种电力参数下所述直流卸荷装置的总损耗能量；
[0213]
第五损耗信息确定子单元，用于确定所述直流卸荷装置在各种电力参数下的总损耗能量中的最大总损耗能量，以及确定所述最大总损耗能量对应的电力参数下的所述直流卸荷装置的电流信息为目标电流信息。
[0214]
可选的，所述第二损耗信息确定子单元，包括：
[0215]
关断次数确定单元，用于根据每种电力参数下的所述直流卸荷装置的关断信息，确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断次数；
[0216]
关断损耗能量确定单元，用于确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置的每一次关断的损耗能量；
[0217]
关断损耗能量累计单元，用于累计每种电力参数下所述直流卸荷装置的各次关断的损耗能量，为所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量。
[0218]
可选的，所述第三损耗信息确定子单元，包括：
[0219]
开通次数确定单元，用于根据每种电力参数下的所述直流卸荷装置的开通信息，确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的开通次数；
[0220]
开通损耗能量确定单元，用于确定每种电力参数下的所述直流卸荷装置的每一次开通的损耗能量；
[0221]
开通损耗能量累计单元，用于累计每种电力参数下所述直流卸荷装置的各次开通的损耗能量，为所述直流卸荷装置在所述预设仿真时间内的关断损耗能量。
[0222]
可选的，所述参考结温计算单元，包括：
[0223]
发热功率计算单元，用于将所述最大总损耗能量除以所述预设仿真时间，得到所述直流卸荷装置的发热功率；
[0224]
参考最大结温计算单元，用于根据所述发热功率和预先建立的热网络仿真模型中的各个电阻的总阻值，计算所述直流卸荷装置的参考最大结温。
[0225]
可选的，所述目标损耗能量计算单元，包括：
[0226]
第一目标损耗能量计算单元，用于计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标关断损耗能量和目标开通损耗能量；
[0227]
第二目标损耗能量计算单元，用于利用所述第一预设阈值电压与第二预设阈值电压，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标阈值电压；
[0228]
第三目标损耗能量计算单元，用于利用所述第一预设斜率电阻与第二预设斜率电阻，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标斜率电阻；
[0229]
第四目标损耗能量计算单元，用于根据所述目标电流信息、所述目标阈值电压、所述目标斜率电阻以及所述预设仿真时间，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标导通损耗；
[0230]
第五目标损耗能量计算单元，用于将所述目标导通损耗能量、所述目标关断损耗能量和所述目标开通损耗能量累加，得到所述直流卸荷装置的目标损耗能量。
[0231]
可选的，所述第一目标损耗能量计算单元，包括：
[0232]
第一关断损耗确定单元，用于根据已有的第一参考温度下关断能量与关断电流的关系曲线，确定所述第一参考温度下的关断损耗；
[0233]
第二关断损耗确定单元，用于根据已有的第二参考温度下关断能量与关断电流的关系曲线，确定所述第二参考温度下的关断损耗；
[0234]
第一开通损耗确定单元，用于根据已有的第一参考温度下开通能量与开通电流的关系曲线，确定所述第一参考温度下的开通损耗；
[0235]
第二开通损耗确定单元，用于根据已有的第二参考温度下开通能量与开通电流的
关系曲线，确定所述第二参考温度下的开通损耗；
[0236]
目标开通损耗能量计算单元，用于根据所述第一参考温度、所述第二参考温度、所述第一参考温度下的关断损耗及开通损耗、所述第二参考温度下的关断损耗及开通损耗，以及所述参考最大结温，计算所述直流卸荷装置的目标关断损耗能量和目标开通损耗能量。
[0237]
可选的，所述目标结温确定单元，包括：
[0238]
第一目标结温确定子单元，用于将所述目标损耗能量除以所述预设仿真时间，得到所述直流卸荷装置的目标发热功率；
[0239]
第二目标结温确定子单元，用于基于所述目标发热功率和所述热网络仿真模型中的各个电阻的总阻值，计算所述直流卸荷装置的目标最大结温。
[0240]
本技术实施例提供的直流卸荷装置的结温计算的装置可应用于直流卸荷装置的结温计算的设备，如终端：手机、电脑等。可选的，图6示出了xx设备的硬件结构框图，参照图6，直流卸荷装置的结温计算的设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4；
[0241]
在本技术实施例中，处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个，且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信；
[0242]
处理器1可能是一个中央处理器cpu，或者是特定集成电路asic(application specific integrated circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；
[0243]
存储器3可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)等，例如至少一个磁盘存储器；
[0244]
其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，所述程序用于：
[0245]
创建带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型；
[0246]
确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管igbt或集成门极换流晶闸管igct被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息；
[0247]
分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息；
[0248]
利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温；
[0249]
通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量；
[0250]
根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温。
[0251]
可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
[0252]
本技术实施例还提供一种存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：
[0253]
创建带有直流卸荷装置的电磁暂态仿真模型；
[0254]
确定多种预设的电力参数，并在每种电力参数下，对所述电磁暂态仿真模型进行故障仿真，得到所述直流卸荷装置在绝缘栅双极型晶体管igbt或集成门极换流晶闸管igct被投入后的预设仿真时间后的电流信息、开通信息和关断信息；
[0255]
分析各种电力参数的所述直流卸荷装置的电流信息、开通信息和关断信息，确定所述直流卸荷装置的最大总损耗能量，以及所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息；
[0256]
利用预先建立带有所述直流卸荷装置的热网络仿真模型，结合所述最大总损耗能量计算所述直流卸荷装置的参考最大结温；
[0257]
通过所述直流卸荷装置在所述最大总损耗能量时的目标电流信息，计算所述直流卸荷装置在所述参考最大结温下的目标损耗能量；
[0258]
根据所述目标损耗能量以及所述热网络仿真模型中所有电阻的总阻值，确定所述直流卸荷装置的目标最大结温。
[0259]
可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
[0260]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0261]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。
[0262]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。