張波，楊恩澤，李鐵成，顏湘武

［1.河北省分布式儲能與微網(wǎng)重點(diǎn)實驗室（華北電力大學(xué)），河北保定 071003；2.國網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院，河北石家莊050021］

隨著能源產(chǎn)業(yè)形勢的改變和可再生能源的高速發(fā)展，預(yù)計到2025 年，可再生能源發(fā)電量將超過煤電成為世界第一大電力來源，占世界發(fā)電量的三分之一，其中，太陽能發(fā)電占可再生能源新增裝機(jī)容量的60%，風(fēng)能占30%［1］.光伏逆變器作為可再生能源光伏并網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［2］，其壽命和可靠性受到廣泛關(guān)注，而功率半導(dǎo)體器件和電容器是影響光伏逆變器壽命的主要因素，二者導(dǎo)致光伏逆變器故障的比例分別高達(dá)34%與13.8%［3］，因此，對IGBT 和電容器的壽命評估就顯得尤為重要.

已有研究表明，壽命評估是提高光伏逆變器可靠性的關(guān)鍵技術(shù)之一.光伏逆變器的壽命評估與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)可靠性評估具有明顯區(qū)別，光伏發(fā)電系統(tǒng)中任務(wù)剖面和應(yīng)用場合的不同會導(dǎo)致其壽命評估結(jié)果存在較大差異［4］，基于泊松分布原理的分析方法不再適用.因此，在典型工況下準(zhǔn)確評估光伏逆變器的預(yù)期使用壽命對光伏發(fā)電系統(tǒng)的定期計劃維護(hù)具有重要指導(dǎo)意義.

光伏逆變器的壽命主要受工作環(huán)境的影響，目前對IGBT 結(jié)溫和電容器熱點(diǎn)溫度的測量和計算已有一定的研究成果.文獻(xiàn)［5］提出了一種基于電熱耦合模型的IGBT 器件功率損耗與瞬態(tài)結(jié)溫的計算方法，但并未考慮結(jié)溫變化對功率損耗的影響.文獻(xiàn)［6］提出了一種能夠快速計算不同工況、不同調(diào)制及均壓策略的IGBT 瞬時功率損耗模型，但并未利用該模型進(jìn)行相關(guān)壽命分析.文獻(xiàn)［7］提出了一種改進(jìn)的IGBT 電熱模型，指出開關(guān)瞬態(tài)過程的溫度特性主要受內(nèi)部過剩載流子壽命影響，但此模型僅適用于單一溫度的計算，應(yīng)用場景受限.文獻(xiàn)［8］提出了一種基于查表法的功率器件損耗快速計算方法，考慮了溫度耦合、母線電壓、柵極電阻等對功率器件損耗的影響，計算精度高且快速.文獻(xiàn)［9］對光伏逆變器中直流電容器的熱模型進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對幾種主要類型進(jìn)行了對比分析.文獻(xiàn)［10］結(jié)合任務(wù)剖面研究了3 種逆變器拓?fù)鋵β势骷Y(jié)溫的影響，并比較了開關(guān)器件的功率損耗，但并未對器件的壽命進(jìn)行具體評估.

國內(nèi)外學(xué)者針對光伏逆變器的壽命和可靠性已經(jīng)開展了一系列研究，基于可靠性評估手冊的方法一度被廣泛應(yīng)用，但該類方法并未考慮光伏逆變器理論工況與實際工況的差異性，壽命評估結(jié)果誤差較大［11］.為解決該問題，有學(xué)者提出了功率器件的解析壽命模型，基于該類模型的壽命評估方法逐漸成為研究熱點(diǎn)［12］.文獻(xiàn)［13］評估了風(fēng)電變流器中IGBT和二極管在機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)的壽命消耗情況，并對IGBT模塊結(jié)溫的迭代方法做了介紹，但并未闡明不同時間尺度結(jié)溫在具體定義和提取方法方面的差異.文獻(xiàn)［14］和［15］提出了一種基于任務(wù)剖面的光伏逆變器限功率控制策略，考慮了不同地點(diǎn)太陽輻照度和環(huán)境溫度差異對光伏逆變器壽命的影響，但其壽命評估模型僅考慮了低頻結(jié)溫的影響，預(yù)測結(jié)果存在較大誤差.文獻(xiàn)［16］對2 MW 風(fēng)機(jī)變流器進(jìn)行了壽命評估，但僅考慮了短時間任務(wù)剖面，未計及復(fù)雜長時間任務(wù)剖面的影響，其評估方法有一定局限性.

針對當(dāng)前光伏逆變器壽命評估中存在的問題，本文分析長時間任務(wù)剖面下基頻/低頻結(jié)溫的波動特性，揭示基頻/低頻結(jié)溫對光伏逆變器壽命評估的影響機(jī)理，建立IGBT 和電容器的電熱模型和壽命模型，提出考慮基頻/低頻結(jié)溫影響的光伏逆變器壽命評估方法，分析基頻結(jié)溫在壽命評估中的重要性，并以不同緯度地區(qū)為例，比較不同任務(wù)剖面和不同采樣周期對光伏逆變器壽命評估的影響，并驗證所提出方法的有效性.

1 常規(guī)壽命評估方法

1.1 光伏逆變器壽命評估流程

典型單相光伏發(fā)電系統(tǒng)一般為兩級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1 所示.前級為DC-DC 升壓變換器，實現(xiàn)光伏發(fā)電（Photovoltaic，PV）輸出電壓的抬升和光伏的最大功率跟蹤；后級為DC-AC 全橋逆變器，實現(xiàn)功率輸出和并離網(wǎng)控制.

圖1 光伏系統(tǒng)配置和控制結(jié)構(gòu)Fig.1 System configuration and control structure of PV system

光伏逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其故障可能導(dǎo)致整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的崩潰.制造商提供的光伏逆變器壽命一般設(shè)計為20 年，但研究發(fā)現(xiàn)，由于安裝地點(diǎn)和使用環(huán)境的差異性，光伏逆變器的使用壽命可能大大縮減，光伏發(fā)電系統(tǒng)整體可靠性嚴(yán)重下降.此外，在光伏電站建設(shè)中，光伏逆變器的初始成本僅占總投資的10%～20%，而故障維護(hù)相關(guān)的成本占比可高達(dá)總成本的59%［17］，可見由光伏逆變器核心器件可靠性降低造成的更換和維護(hù)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其初始成本.因此，實現(xiàn)對光伏逆變器壽命的精確評估對光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要.

光伏逆變器壽命評估流程如圖2 所示，主要涉及三個方面：

圖2 光伏逆變器壽命評估流程Fig.2 Lifetime evaluation process of PV inverter

1）提取太陽輻照度和環(huán)境溫度的任務(wù)剖面；

2）分別建立關(guān)于IGBT 和電容器的損耗模型和熱模型，將所提取的任務(wù)剖面轉(zhuǎn)化為器件的熱載荷剖面；

3）建立壽命模型，基于熱載荷剖面對IGBT 和電容器進(jìn)行損傷度計算和壽命評估.

1.2 任務(wù)剖面的提取

任務(wù)剖面是系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的重要表征因素，作為影響光伏發(fā)電系統(tǒng)出力的核心因素，太陽輻照度和環(huán)境溫度被視為光伏發(fā)電系統(tǒng)的任務(wù)剖面.

分別提取高緯度地區(qū)（丹麥）和低緯度地區(qū)（馬來西亞）的年度任務(wù)剖面，每個樣本采樣周期為1 min，如圖3所示.

圖3 年度任務(wù)剖面Fig.3 Location yearly mission profile

由提取的任務(wù)剖面可知，馬來西亞全年平均太陽輻照度水平較高，且全年溫度高、溫差小，基本保持在25 ℃左右波動.與馬來西亞情況不同，丹麥2月份到4 月份的平均太陽輻照度水平相對較低，全年太陽輻照度并不均衡；就環(huán)境溫度而言，丹麥一年中夏季溫度高達(dá)32.5 ℃，冬季溫度低至-18 ℃，全年溫差十分明顯.考慮上述地區(qū)任務(wù)剖面差異性，本文對該地區(qū)內(nèi)同型號光伏逆變器進(jìn)行壽命評估對比，分析任務(wù)剖面對光伏逆變器壽命的影響.

1.3 電熱模型的轉(zhuǎn)換

任務(wù)剖面是光伏逆變器壽命預(yù)測和可靠性評估的重要組成部分，將任務(wù)剖面（即太陽輻照度和環(huán)境溫度）導(dǎo)入光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，得到光伏逆變器的輸出電流剖面，將其應(yīng)用于IGBT 的功率損耗模型，最終得到IGBT 的功率損耗Ploss，s.由于結(jié)溫與IGBT的功率損耗有關(guān)，利用IGBT的電熱模型將器件功率損耗剖面進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到IGBT的結(jié)溫剖面Tj［18］.

同理，由光伏逆變器直流母線紋波電流和電容器等效串聯(lián)電阻，可確定電容器的功率損耗Ploss，c，進(jìn)而利用Ploss，c計算出電容器的熱點(diǎn)溫度Th［19］.

鑒于IGBT 和電容器的功率損耗模型、熱模型相關(guān)建模方法研究［18-19］較為成熟，此處不再贅述.

1.4 壽命模型

1.4.1 IGBT壽命模型

解析壽命模型描述了失效循環(huán)次數(shù)Nf對溫度循環(huán)參數(shù)的依賴關(guān)系，由比較常見的解析壽命模型可知，Coffin-Manson 模型、Lesit 模型只考慮單一變量（結(jié)溫）對IGBT 壽命的影響，預(yù)測精度較低；Bayerer模型是通過對Infineon 第四代不同功率等級的IGBT模塊進(jìn)行大量功率循環(huán)實驗得到的，其包含變量多，考慮參數(shù)全面，計算精度更高［20-21］.因此，本文選取Bayerer模型進(jìn)行壽命評估，該模型可表示為：

式中：ΔTj為結(jié)溫波動；Tjmin為最小結(jié)溫；ton為功率循環(huán)的加熱時間；I為鍵合線通過的電流；D為鍵合線直徑；V為阻塞電壓；A、β1、β2、β3、β4、β5、β6為Bayerer模型參數(shù).詳細(xì)參數(shù)取值如表1所示.

表1 Bayerer模型參數(shù)Tab.1 Bayerer’s model parameters

通常，壽命損傷度（Lifetime Consumption，LC）用來表示描述功率器件的壽命損耗情況，Miner線性累積損傷準(zhǔn)則認(rèn)為每個溫度循環(huán)均會對器件造成損傷，且損傷呈線性累積，當(dāng)LC 累積損傷超過1 時，認(rèn)為元件失效［22］.

功率器件的累積損傷度表達(dá)式為：

式中：ni為熱載荷作用下的溫度循環(huán)次數(shù)；(Nf)i為壽命模型計算得到的失效循環(huán)次數(shù).

1.4.2 電容器壽命模型

解析壽命模型在電容器壽命預(yù)測、在線狀態(tài)監(jiān)測等方面具有重要意義.式（3）為目前廣泛應(yīng)用的電容器壽命模型，計及熱載荷和電壓的影響［23］.

式中：L和L0分別為實際工況和試驗條件下電容器的壽命；V和V0分別為實際工況和試驗條件下的電壓；T和T0分別為實際工況和試驗條件下的溫度；Ea為電容器的活化能；KB為玻爾茲曼常數(shù)；n為電壓應(yīng)力指數(shù).

工程中，電容器的壽命模型可簡化為：

電容器的壽命累積損傷度計算與IGBT 相同，均采用Miner線性累積損傷準(zhǔn)則，則電容器的壽命損耗LC可表示為：

式中：li為不同電壓V和熱點(diǎn)溫度T下電容器的運(yùn)行時間；lfi為熱載荷對應(yīng)的失效時間.

2 基頻/低頻結(jié)溫影響下的IGBT壽命評估

2.1 基頻/低頻結(jié)溫

在傳統(tǒng)的光伏逆變器壽命評估過程中，僅考慮了功率器件低頻結(jié)溫均值和結(jié)溫波動值，而忽略了其中頻率較高的基頻結(jié)溫的影響，造成壽命評估結(jié)果存在理論誤差.因此，本文綜合考慮功率器件基頻和低頻結(jié)溫對光伏逆變器壽命的影響，以提高光伏逆變器壽命的評估精度.

圖4 為IGBT 基頻/低頻結(jié)溫示意圖，IGBT 的熱載荷剖面按時間尺度劃分，可分為低頻、基頻和開關(guān)頻率3 種情況.不同頻率下結(jié)溫對光伏逆變器評估壽命的影響機(jī)理并不相同.低頻結(jié)溫主要受任務(wù)剖面的影響，當(dāng)太陽輻照度和環(huán)境溫度發(fā)生變化時，器件結(jié)溫呈一個緩慢上升然后趨于穩(wěn)定的過程，若變化前穩(wěn)態(tài)結(jié)溫為Tjm1，變化后穩(wěn)態(tài)結(jié)溫為Tjm2，則低頻結(jié)溫為變化前后穩(wěn)態(tài)結(jié)溫的平均值Tjm，此時忽略了結(jié)溫變化過程中結(jié)溫的波動，其中ton為一個低頻結(jié)溫周期，一般為幾十秒到幾百秒.而基頻結(jié)溫主要受系統(tǒng)運(yùn)行頻率影響，t′on為一個基頻結(jié)溫周期，一般為幾十毫秒到幾百毫秒，且頻率越高其波動值越小，ΔTj1、ΔTj2為基頻結(jié)溫的波動值.可見，基頻結(jié)溫相對于低頻結(jié)溫波動幅度較小，但波動頻率較高，循環(huán)次數(shù)較多，其對應(yīng)的累積損傷度會對光伏逆變器的壽命評估結(jié)果產(chǎn)生一定的影響.IGBT 開關(guān)頻率相較于低頻和基頻而言其頻率更高，波動幅度極小，故可忽略不計.

圖4 IGBT基頻/低頻結(jié)溫示意圖Fig.4 Schematic diagram of IGBT fundamental/low frquency junction temperature

2.2 IGBT壽命評估方法

同時考慮IGBT基頻/低頻結(jié)溫的影響，對傳統(tǒng)的光伏逆變器壽命評估方法進(jìn)行改進(jìn)，將由IGBT 電熱模型得到的結(jié)溫剖面進(jìn)行時間尺度上的劃分，進(jìn)而實現(xiàn)IGBT 壽命精準(zhǔn)評估，其壽命評估原理圖如圖5所示.IGBT 的低頻結(jié)溫利用雨流計數(shù)法［24］進(jìn)行提取，得到壽命模型所需的結(jié)溫均值、波動值和循環(huán)次數(shù)，而基頻結(jié)溫的均值、波動值以及循環(huán)次數(shù)可直接從結(jié)溫剖面上獲取，然后分別計算二者對IGBT 壽命評估的影響.光伏逆變器中IGBT 的總損傷度為低頻累計損傷度和基頻累計損傷度之和.

圖5 考慮基頻/低頻結(jié)溫影響的壽命評估原理圖Fig.5 Schematic diagram of life evaluation considering fundamental/low frequency junction temperature

IGBT 基頻累積損傷度：基頻結(jié)溫的累積損傷受采樣周期的影響，假設(shè)太陽輻照度和環(huán)境溫度的采樣周期為m（單位：min/采樣點(diǎn)），則每m分鐘的壽命損傷度為年壽命損傷度的一個累計單元，對Miner線性累積損傷準(zhǔn)則進(jìn)行改進(jìn)如下：

Bayerer 模型中功率循環(huán)的加熱時間為1～15 s，而基頻結(jié)溫的周期為0.02 s，因此加熱時間需要設(shè)為0.01 s（即t′on/2），為了將加熱時間的適用范圍擴(kuò)大至0.01～60 s，引入變換式

式中：Nf(ton)為實際加熱時間下的失效循環(huán)次數(shù)；Nf(1.5 s)為加熱時間1.5 s的失效循環(huán)次數(shù).

在進(jìn)行基頻累計損傷度計算時，首先計算功率循環(huán)加熱時間為1.5 s時IGBT的壽命損傷度，并以此為基準(zhǔn)，利用式（7）對不同功率循環(huán)的加熱時間進(jìn)行求解，然后利用式（6）將結(jié)溫剖面所有的基頻損傷度累加，得到基頻結(jié)溫累計損傷度.

IGBT 低頻累積損傷度：結(jié)溫剖面中結(jié)溫均值與時間的關(guān)系是隨機(jī)的，不易直接應(yīng)用于壽命模型，需將不規(guī)則的結(jié)溫波動轉(zhuǎn)換為一系列有規(guī)律的熱循環(huán)，利用雨流計數(shù)法獲得低頻結(jié)溫均值、結(jié)溫波動值與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系，將該結(jié)果代入式（1）得到失效循環(huán)次數(shù)，然后利用式（2）計算低頻結(jié)溫對應(yīng)的累積損傷度.

由于Bayerer 模型未包含基板間焊點(diǎn)的壽命，僅考慮鍵合線損傷，因此最大加熱時間ton被限制為60 s.基于黏塑性變形飽和假設(shè)，若加熱時間大于60 s，則仍按60 s計算［25］.

3 光伏逆變器壽命評估方法的應(yīng)用

3.1 長時間任務(wù)剖面轉(zhuǎn)換及熱循環(huán)提取

以高緯度地區(qū)（丹麥）和低緯度地區(qū)（馬來西亞）兩地的任務(wù)剖面為例，綜合考慮IGBT基頻/低頻結(jié)溫的影響，對光伏逆變器壽命進(jìn)行綜合評估.

光伏逆變器中功率器件選用Infineon 公司的IGBT 模塊FF100R12RT4，直流電容器選用EPCOS 公司的B43630A5827.具體參數(shù)見文獻(xiàn)［26-27］中附錄A表A1～表A4.

將提取到的太陽輻照度和環(huán)境溫度數(shù)據(jù)導(dǎo)入光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型，得到光伏逆變器的輸出電流ic，然后利用IGBT 和電容器的電熱模型并結(jié)合給定的器件參數(shù)得到相應(yīng)的熱載荷剖面.IGBT 結(jié)溫和電容器熱點(diǎn)溫度分別如圖6和圖7所示.

由圖6和圖7可見，在高緯度地區(qū)，光伏逆變器運(yùn)行于高結(jié)溫狀態(tài)的時間較短，有利于系統(tǒng)長壽命可靠運(yùn)行；相反，在低緯度地區(qū)，光伏逆變器將長時間運(yùn)行于高結(jié)溫狀態(tài)，對光伏逆變器的壽命損傷明顯.

圖6 IGBT結(jié)溫和電容器熱點(diǎn)溫度（丹麥）Fig.6 IGBT junction temperature and capacitor hot spot temperature（Denmark）

圖7 IGBT結(jié)溫和電容器熱點(diǎn)溫度（馬來西亞）Fig.7 IGBT junction temperature and capacitor hot spot temperature（Malaysia）

由功率器件失效機(jī)理可知，IGBT 壽命與熱循環(huán)均值、次數(shù)、波動幅值緊密相關(guān)，因此，需對結(jié)溫剖面進(jìn)行熱循環(huán)提取，利用雨流計數(shù)法將結(jié)溫剖面轉(zhuǎn)化為壽命模型需要的結(jié)溫均值Tjm、結(jié)溫波動值ΔTj和循環(huán)次數(shù)ni，如圖8所示.由雨流計數(shù)法原理可知，其忽略了較多高頻結(jié)溫波動，直接利用雨流計數(shù)法提取的熱循環(huán)屬于低頻結(jié)溫范疇，無法體現(xiàn)功率器件基頻結(jié)溫對功率器件壽命的影響.

圖8 不同緯度地區(qū)雨流計數(shù)結(jié)果Fig.8 Rain flow counting results in different latitudes

IGBT 的基頻結(jié)溫可直接從結(jié)溫剖面中提取，其提取示意圖如圖9 所示.在IGBT 結(jié)溫剖面中，每個工頻周期（0.02 s）提取一組熱循環(huán)參數(shù)，包括結(jié)溫均值Tjm和波動值ΔTj.若采樣周期為1 min，則一個采樣周期內(nèi)提取到3 000組結(jié)溫均值和波動值，近似認(rèn)為每個采樣周期內(nèi)太陽輻照度和環(huán)境溫度保持不變，則每個工頻周期內(nèi)各組結(jié)溫均值和波動值基本相同，由式（1）可得該采樣周期對應(yīng)的失效循環(huán)次數(shù)，進(jìn)而結(jié)合式（6）計算出該采樣周期內(nèi)的壽命損傷度.

圖9 基頻結(jié)溫提取示意圖Fig.9 Schematic diagram of fundamental frequency junction temperature extraction

圖10為一整年的基頻結(jié)溫提取結(jié)果，共525 600個工況，根據(jù)基頻累計損傷模型對每個采樣周期的壽命損傷進(jìn)行累加，可得基頻結(jié)溫對應(yīng)的年壽命損傷度.

圖10 基頻結(jié)溫的提取Fig.10 Extraction of fundamental frequency junction temperature

3.2 壽命評估影響因素分析

根據(jù)3.1 節(jié)所述方法計算得到基頻/低頻結(jié)溫對應(yīng)的IGBT 壽命損傷度LCIGBT，由式（4）、式（5）計算電容器壽命損傷度LCCAP.由于系統(tǒng)的壽命取決于內(nèi)部最薄弱的環(huán)節(jié)（即損傷度最大），因此光伏逆變器的壽命損傷度可表示為：

對光伏逆變器中IGBT 和電容器的年損傷度進(jìn)行比較，如表2 所示.可見，器件的使用壽命可能高于商家給定的參考值，這是由于在實際光伏發(fā)電系統(tǒng)中，受溫度、電壓以及使用時間等因素的影響，器件的壽命可能會存在一定差異，但也在合理范圍內(nèi)［15］.此外，在緯度相同情況下，IGBT 的損傷度較電容器更高，因此把IGBT 的壽命損傷度用于光伏逆變器的壽命評估.

表2 不同地區(qū)任務(wù)剖面下的壽命評估對比Tab.2 Comparison of life assessment under mission profiles in different regions

由表2 可知，相同的光伏逆變器在高緯度地區(qū)壽命評估值為29 年，但在低緯度地區(qū)其壽命評估值僅為17 年，表明任務(wù)剖面對光伏逆變器的評估壽命有很大的影響，隨著緯度的升高，光伏逆變器的壽命評估值下降明顯.

在丹麥IGBT 基頻結(jié)溫?fù)p傷度為0.021 0，占總損傷度60.87%；在馬來西亞IGBT 基頻結(jié)溫?fù)p傷度為0.037 5，占總損傷度的63.78%.可見，基頻結(jié)溫對IGBT 的壽命損傷十分明顯，甚至高于低頻結(jié)溫的影響，為使壽命評估結(jié)果更加精確，應(yīng)考慮基頻結(jié)溫影響.

為了分析采樣周期對光伏逆變器壽命評估的影響，以丹麥為例，利用相同的Bayerer 解析壽命模型，分別選取1 min、30 min 和60 min 的采樣周期對應(yīng)的任務(wù)剖面進(jìn)行分析，結(jié)果如表3 所示，壽命評估結(jié)果與文獻(xiàn)［13］在同一數(shù)量級，證明了光伏逆變器壽命評估的有效性.可見，基頻結(jié)溫和低頻結(jié)溫均對IGBT 的壽命有較大的影響，隨著采樣周期的增加，IGBT 的損傷度呈明顯下降趨勢.究其原因，主要是長時間采樣周期對應(yīng)的任務(wù)剖面忽略了較多高頻率的溫度波動，導(dǎo)致對IGBT 年損傷度的低估，造成過于樂觀的可靠性估計，不利于光伏逆變器壽命的精確評估.

表3 不同采樣周期下的壽命評估對比Tab.3 Comparison of lifetime evaluation under different sampling periods

綜上所述，功率器件基頻結(jié)溫對光伏逆變器的壽命評估影響較大，甚至高于低頻結(jié)溫的影響，在光伏逆變器壽命評估中應(yīng)予以考慮.此外，光伏逆變器工作緯度的不同以及采樣周期的差異都會對光伏逆變器的壽命評估結(jié)果造成影響，且太陽輻照度和環(huán)境溫度越高，采樣周期越小，所得到的壽命損傷度越大，對應(yīng)的壽命評估值越小.

4 結(jié)語

為了給光伏逆變器可靠運(yùn)行提供有效的理論依據(jù)，本文提出了一種考慮基頻/低頻結(jié)溫影響的光伏逆變器壽命評估方法，建立了光伏逆變器中IGBT 和電容器的電熱模型和壽命模型，揭示了基頻/低頻結(jié)溫對光伏逆變器壽命評估的影響機(jī)理，通過案例分析表明考慮基頻/低頻結(jié)溫影響有助于提高光伏逆變器壽命評估準(zhǔn)確性.主要結(jié)論如下：

1）基頻/低頻結(jié)溫均會對光伏逆變器的壽命評估產(chǎn)生重要影響，基頻結(jié)溫的影響更大，為使光伏逆變器的壽命評估結(jié)果更加準(zhǔn)確，基頻結(jié)溫的影響不可忽略.

2）光伏逆變器壽命受其工作地區(qū)緯度的影響，隨著工作地區(qū)緯度的升高，光伏逆變器的壽命評估值下降明顯.

3）采樣周期的不同會對光伏逆變器的壽命評估產(chǎn)生一定影響，隨著采樣周期增大，所得到的壽命損傷度相應(yīng)降低，壽命評估值隨之增大.