[發明專利]兩電平STATCOM開關器件開路故障定位方法

有效

• 申請號: 201611182159.5
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106597272B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 唐軼;王揚;王珂;張傳金
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;南京智盟新能源有限公司;國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司;南京禾東電力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01R31/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種兩電平STATCOM開關器件開路故障定位方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、采集兩電平STATCOM開關器件上的模擬量信號，利用電流互感器采集STATCOM三相輸出電流i_l(k),(l∈(a,b,c))，利用互感器采集交流側電網三相電壓u_l(k),(l∈(a,b,c))，其中i_l(k)為STATCOM的l相輸出電流，u_l(k)為與i_l(k)同時刻采樣的該相網側電壓；

步驟二、將獲取的每相l(l∈(a,b,c))網側電壓的一個檢測周期平均分成四個區間：區間Ⅰ、區間Ⅱ、區間Ⅲ、區間Ⅳ，四個區間的三相網側電壓分別與三相輸出電流相匹配，獲得與三相網側電壓四個區間分別對應的無功功率Q_lI、Q_lII、Q_lIII、Q_lIV，利用三相網側電壓四個區間分別對應的無功功率Q_lI、Q_lII、Q_lIII、Q_lIV獲得STATCOM主回路開關的三相正半波的無功功率Q_l⁺和三相負半波的無功功率Q_l^-；

步驟三、根據STATCOM主回路開關的三相正、負半波的無功功率Q_l⁺,Q_l^-提取故障特征值S_l^m，得到的6個故障特征值S_l^m都分別對應一個IGBT或二極管的工作狀況；

步驟四、根據得到的6個特征值S_l^m判斷故障所在相，當6個特征值S_l^m任一特征值出現在預設的閾值區間內時，則通過出現在閾值區間內的特征值S_l^m判斷當前特征值對應的相故障，否則返回步驟一；

步驟五、利用一個檢測周期四個區間的無功功率Q_lI、Q_lII、Q_lIII、Q_lIV計算故障相l電流1/4周期無功功率差d_lx(x＝0,1；l∈(a,b,c))，利用故障相l的電流1/4周期無功功率差d_lx(x＝0,1；l∈(a,b,c))進一步判斷具體是故障相上的IGBT開路或是續流二極管開路故障；

所述設定故障特征值S_l^m判斷故障所在相的閾值α＝0.2，β＝-0.2，當滿足β<S_l^m<α條件時，判定l(l∈(a,b,c))相故障；

當無故障時，所述6個故障特征值S_l^m的值在感性工況下近似為1，故障特征值S_l在容性工況下近似為-1；發生開關管開路時，該開關管對應的故障特征值S_l^m的值接近0，因此，為了保證正確性應當將閾值設置的盡可能小，但較小的閾值又會導致負載突變時的誤診，使用本方法設置的閾值，診斷方法不在受到負載突變的影響；

若-0.2<S_l⁺<0,判斷兩電平STATCOM開關器件此時為容性工況，l相上管IGBT或下管續流二極管開路；若-0.2<S_l^-<0,判斷兩電平STATCOM開關器件此時為容性工況，l相下管IGBT或上管續流二極管開路；若0<S_l⁺<0.2,判斷兩電平STATCOM開關器件此時為感性工況，l相上管IGBT或下管續流二極管開路；若0<S_l^-<0.2,判斷兩電平STATCOM開關器件此時為感性工況，l相下管IGBT或上管續流二極管開路；

利用公式：計算故障相l電流1/4周期無功功率差d_lx(x＝0,1；l∈(a,b,c))，并為無功功率差d_lx的閾值區間設定感性容性閾值γ＝0，利用下表：

來進一步判斷IGBT開路或是續流二極管開路完成診斷。