[發明專利]一種MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法

在審

• 申請號: 202210199718.2
• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114706015A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 李穎;李慶生;王永軍;田雨;楊永祥;王磊;呂波;劉峰;陳青;賓峰;徐進;唐乾;任佳寬;羅寧
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: G01R31/54
• 分類號: G01R31/54;G01R31/26
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 朱寶慶

1.一種MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法，其特征在于，包括：

基于模型預測算法計算出MMC系統中各子模塊電容電壓預測值；

計算出橋臂子模塊預測電容電壓值中位數；

計算傳感器采集到的實際電容電壓與橋臂預測電容電壓中位數相對誤差，并將所述相對誤差逐段累加，得到誤差累加值；

將所述誤差累加值與所設閾值比較，實現子模塊故障診斷。

2.如權利要求1所述的MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法，其特征在于：所述MMC系統由上橋臂和下橋臂組成，所述上橋臂和所述下橋臂由N個半橋子模塊和一個緩沖電感組成。

3.如權利要求2所述的MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法，其特征在于：所述半橋子模塊包括由一個直流儲能容、兩個互補的IGBT模塊組成。

4.如權利要求1-3任一所述的MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法，其特征在于：所述模型預測算法包括計算子模塊輸出電壓、上橋臂輸出電壓、下橋臂輸出電壓、上橋臂輸出電流、下橋臂輸出電流和子模塊電容電壓。

5.如權利要求4所述的MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法，其特征在于：

正常運行時，所述子模塊輸出電壓可表示為：

u_{sm_xi}＝S_xiU_cxi

所述上橋臂輸出電壓u_u和所述下橋臂輸出電壓u_l可表示為：

其中，u_{sm_xi}表示橋臂x(x＝u,l，表示上橋臂，下橋臂)中第i個子模塊輸出電壓，U_cxi表示第i個子模塊電容電壓，S_xi表示開關函數；

所述上橋臂電流i_u和所述下橋臂電流i_l可表示為：

其中，i_cir為環流，i_o為交流側輸出電流；

所述子模塊電容電壓方程為：

6.如權利要求5所述的MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法，其特征在于：

所述模型預測算法還包括計算所述電容電壓預測值，表示為：

其中，k表示k時刻，U_{cpre_xi}(k-1)為上一時刻電容電壓預測值，Ts為系統采樣周期，i_x(k-1)為上一時刻橋臂電流值。

7.如權利要求5或6所述的MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法，其特征在于：

所述橋臂子模塊預測電容電壓值中位數，表示為：

其中，X_n表示在長度為N的數組X中的中位數。

8.如權利要求7所述的MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法，其特征在于：

所述相對誤差，表示為：

U_{cxi_m}-X_{n_m}

其中，m為歷史計算周期數。

9.如權利要求8所述的MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法，其特征在于：

所述誤差累加值，表示為：

10.如權利要求8或9所述的MMC構成的柔性互聯裝置子模塊開路故障診斷方法，其特征在于：所述故障診斷包括，當所述誤差累加值大于所述閾值，則判斷子模塊i為故障，反之，則判斷所述子模塊i為正常。