[發明專利]一種MMC換流器子模塊開路故障定位方法及裝置

有效

• 申請號: 202011640402.X
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112557960B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 馬燕君;張俊峰;梁曉兵;安然然
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 賈小慧

本申請公開了一種MMC換流器子模塊開路故障定位方法及裝置，本申請通過將可能存在故障的待檢測子模塊分到投入和切除兩個組別，以及判斷每個控制周期斷流現象是否存在或消失，若橋臂電流存在則判斷橋臂電流極性，不斷將待檢測子模塊集合中的正常子模塊排除，從而縮小待檢測子模塊集合，最終定位故障子模塊，通過有選擇性地投切待識別的正常或故障的子模塊，在面對單一故障時，能夠加快故障子模塊的排查和定位，提高子模塊定位效率，解決了現有的開路故障定位方式過程繁瑣，且執行周期較長，導致的定位效率低的技術問題。

技術領域

本申請涉及模塊化多電平換流器技術領域，尤其涉及一種MMC換流器子模塊開路故障定位方法及裝置。

背景技術

模塊化多電平換流器(MMC)具有無需大量IGBT串聯、器件承受電壓變化率低、輸出波形諧波含量較低等優點，已廣泛地應用到交流電網異步互聯、風電場接入、海上平臺供電等領域。目前世界上在建的柔性直流輸電工程大多采用模塊化多電平換流閥。半橋型MMC換流器發生子模塊開路故障時，雖然整個橋臂不會失效，但是因為橋臂的輸出電壓與期望值出現偏差，從而導致相間換流、交直流側諧波含量大等問題。因此，及時且準確地判斷開路故障子模塊，對整個換流器的穩定運行意義重大。

目前較常用的定位方法為通過各個子模塊投入和切除的過程中是否出現電流斷流的現象，逐一標注和判斷正常子模塊，從而定位發生開路故障的子模塊。然而面對單一故障時，這種定位方法較為繁瑣，且執行周期較長，存在定位效率低的技術問題。

發明內容

本申請提供了一種MMC換流器子模塊開路故障定位方法及裝置，用于解決現有的開路故障定位方式過程繁瑣，且執行周期較長，導致的定位效率低的技術問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種MMC換流器子模塊開路故障定位方法，包括：

將MMC換流器中各個子模塊劃分到待檢測子模塊集合和正常子模塊集合；

對各個所述子模塊的開路故障標識進行故障標識初始化，并將所述待檢測子模塊集合劃分為第一子集合與第二子集合；

通過對所述MMC換流器進行子模塊周期性投切測試，根據所述MMC換流器在子模塊投切測試中的橋臂電流狀態，以及根據開路故障判斷結果與橋臂電流狀態的對應關系，更新所述開路故障標識以獲得開路故障判斷結果，其中，所述第一子集合包含于子模塊投入集合中，所述第二子集合包含于子模塊切除集合中；

根據所述開路故障判斷結果，確定目標子集合和非目標子集合，并將非目標子集合轉移至所述正常子模塊集合，其中所述目標子集合為所述第一子集合或所述第二子集合中，存在故障子模塊的子集合；

判斷所述目標子集合包含的子模塊數量是否等于1，若是，則根據所述目標子集合中各個子模塊的開路故障標識確定故障子模塊，若否，則根據所述目標子集合更新所述待檢測子模塊集合，并返回對各個所述子模塊的開路故障標識進行故障標識初始化的步驟。

優選地，所述開路故障標識為二值標識，具體包括：第一開路故障標識和第二開路故障標識，其中，所述第一開路故障標識與所述子模塊中的二極管D1對應，所述第二開路故障標識與所述子模塊中的二極管D2對應。

優選地，通過對所述MMC換流器進行子模塊投切測試，根據所述MMC換流器在子模塊投切測試中的橋臂電流狀態，更新所述開路故障標識具體包括：

通過對所述MMC換流器進行子模塊周期性投切測試，根據所述MMC換流器的橋臂電流狀態，判斷當前測試周期內是否存在橋臂電流，若是，則根據所述橋臂電流的極性和當前測試周期內的子模塊投切狀態，結合開路故障判斷結果與橋臂電流極性的對應關系，確定當前測試周期內的開路故障判斷結果；

若否，則根據上一個測試周期的橋臂電流與預設的電流門檻值的電流比較結果，結合電流比較結果與開路故障判斷結果的對應關系，確定當前測試周期內的開路故障判斷結果。