[發(fā)明專利]一種模塊化多電平換流器的子模塊故障診斷方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310132795.7
• 申請(qǐng)日: 2013-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103235219A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙成勇;李探;王朝亮;徐潔;鄭容皓;白承澤;袁震
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R31/02
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種模塊化多電平換流器的子模塊故障診斷方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：

步驟1：針對(duì)子模塊的典型故障進(jìn)行故障特性分析；

步驟2：在子模塊控制器SMC中配置子模塊故障診斷單元SFDU，通過(guò)電容電壓、橋臂電流及此時(shí)的觸發(fā)信號(hào)，結(jié)合所提出的子模塊故障診斷判據(jù)，實(shí)現(xiàn)IGBT短路、IGBT開(kāi)路、FWD短路和電容失效故障的診斷；

步驟3：在閥基控制器VBC中采用排除法實(shí)現(xiàn)子模塊FWD開(kāi)路、電容開(kāi)路失效及連接線開(kāi)路故障的診斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子模塊故障診斷方法，其特征在于，所述通過(guò)子模塊電容電壓、橋臂電流及此時(shí)的觸發(fā)信號(hào)，結(jié)合所提出的子模塊故障診斷指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)子模塊故障的診斷的具體過(guò)程為：

步驟201：根據(jù)橋臂電流得到正常運(yùn)行時(shí)流過(guò)子模塊電容的電流i_c；所述流過(guò)子模塊電容的電流i_c的計(jì)算公式為：

i_c=S_ni_arm

其中，S_n為正常運(yùn)行時(shí)的基于模塊化多電平換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)MMC-HVDC系統(tǒng)中描述第n個(gè)子模塊開(kāi)通和關(guān)斷狀態(tài)的開(kāi)關(guān)函數(shù)，i_arm為橋臂電流；

步驟202：在步驟201的基礎(chǔ)上，結(jié)合子模塊電容電壓的計(jì)算公式，得到在第k個(gè)采樣時(shí)刻和第k+1個(gè)采樣時(shí)刻子模塊電容電壓之間的關(guān)系；

所述子模塊電容電壓u_c的計(jì)算公式為：

uc=u0+1C∫0tic(t)dt]]>

其中，u₀為子模塊電容電壓0時(shí)刻的初始值；C為電容；i_c(t)為t時(shí)刻流過(guò)子模塊電容的電流；

所述第k個(gè)采樣時(shí)刻和第k+1個(gè)采樣時(shí)刻子模塊電容電壓之間的關(guān)系為：

uc(k+1)=uc(k)+1C∫kTs(k+1)Tsic(t)dt]]>

=uc(k)+TsSn(k)iarm(k)+iarm(k+1)2C]]>

其中，u_c(k)為第k個(gè)采樣時(shí)刻時(shí)子模塊的電容電壓值；u_c(k+1)為第k+1個(gè)采樣時(shí)刻時(shí)子模塊的電容電壓值；Ts為系統(tǒng)采樣周期；C為電容；i_c(t)為t時(shí)刻流過(guò)子模塊電容的電流；S_n（k）為k時(shí)刻基于模塊化多電平換流器的高壓直流輸電系統(tǒng)MMC-HVDC系統(tǒng)中描述第n個(gè)子模塊開(kāi)通和關(guān)斷狀態(tài)的開(kāi)關(guān)函數(shù)，i_arm(k)為第k個(gè)采樣時(shí)刻的橋臂電流；i_arm(k+1)為第k+1個(gè)采樣時(shí)刻的橋臂電流；

步驟203：根據(jù)任一時(shí)刻比上一時(shí)刻的電容電壓的增量的理論值和實(shí)際值實(shí)現(xiàn)故障診斷；

所述實(shí)現(xiàn)故障診斷的過(guò)程為：

步驟2031：定義電容電壓增量的理論值為實(shí)際值為λ₂=u_c(k+1)-u_c(k)；

步驟2032：提出子模塊故障診斷指標(biāo)λ，并根據(jù)計(jì)算得到的λ的值進(jìn)行故障診斷：

λ=λ1λ2]]>

當(dāng)滿足

σ₁<λ<σ₂

其中，σ₁為第一設(shè)定值；σ₂為第二設(shè)定值；

則子模塊故障診斷單元SFDU診斷為子模塊正常運(yùn)行，否則診斷為子模塊故障。