研究目的
研究集成光伏系统的五电平多电平变换器（MLC）的可靠性，重点关注故障率和可靠性评估方法。
研究成果
研究表明，通过考虑元器件的个体功率损耗和结温（而非假设统一条件），可以更准确地评估多电平变换器拓扑的可靠性。采用功率损耗计算的方法能提供误差更小、准确度高2.5%的失效率估算值。
研究不足
该研究假设系统不可修复，重点关注功率开关和电容器，未涉及其他组件?？煽啃云拦阑诜抡妫赡芪薹ㄍ耆从呈导试诵刑跫?。
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[IEEE 2019年第三届电子、通信与航空航天技术国际会议（ICECA） - 印度科因巴托尔（2019.6.12-2019.6.14）] 2019年第三届电子、通信与航空航天技术国际会议（ICECA） - 光伏系统集成五电平变换器的可靠性建模与评估
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[IEEE 2019年第三届电子、通信与航空航天技术国际会议（ICECA） - 印度科因巴托尔（2019.6.12-2019.6.14）] 2019年第三届电子、通信与航空航天技术国际会议（ICECA） - 光伏系统集成五电平变换器的可靠性建模与评估
DOI：10.1109/ICECA.2019.8822168
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
当前可再生能源系统高度依赖功率电子器件（如多电平变换器MLC）来实现新能源并网或孤岛模式下的负载供电。然而这类变换器中使用的功率电子开关故障率较高（约34%），因此其可靠性研究至关重要。现有研究多聚焦于开发高效、经济且容错的拓扑结构及减少器件数量，但对这些拓扑的可靠性研究仍显不足。本文基于实现相同峰值输出电压所需的器件数量、峰值器件电流、直流电压源及电容器数目，对若干现有五电平拓扑进行了对比分析，筛选出最优拓扑进行可靠性建模与评估。通过两种方法计算该拓扑各元件的故障率：(1)假设所有器件结温相同；(2)利用PSIM 9.0热?？榉抡妫菔挡庠β仕鸷耐频冀嵛?。由于各元件功率损耗存在差异，其故障表现亦不相同。对比两种方法得出的可靠性结果表明：基于开关功率损耗计算的总故障率比第二种方法高2.5%，且更为精确。
作者：
Anil Kalyan，G. L. Pahuja
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