一种MMC子模块功率管开路故障的诊断方法技术

本发明专利技术涉及一种模块化多电平变换器子模块功率管开路故障的诊断方法，该故障诊断方法分为故障的检测和故障的定位两个部分，故障检测采用luenberger观测器观测桥臂电流，当实际值与观测值的差值超过阈值ith并且持续Δt1可以确定具体的故障桥臂。在检测到故障后屏蔽基于排序法的电容电压平衡算法进行故障定位，比较故障子模块所在桥臂的所有子模块的电容电压的检测值与基准值，若某个子模块的差值超过阈值Uth并且持续一段时间Δt2，定位出该故障子模块。该方法算法简单，在故障定位时不会因为平衡算法的缘故发生误判断，具有快速性和鲁棒性。

A diagnostic method for open circuit fault of power pipe of MMC sub module

The invention relates to a modular multilevel converter module power tube open circuit fault diagnosis method, the two part positioning the fault diagnosis method is divided into fault detection and fault, fault detection using Luenberger observer arm current, when the difference between the actual values and the observed value exceeds the threshold of ith and T1 can be sustained to determine the fault bridge concrete. After detecting the fault shielding capacitor voltage balance algorithm based on ranking method for fault location, fault detection capacitance voltage comparison all sub module where the value of the bridge arm and the reference value, if the difference between a sub module exceeds a threshold Uth and lasts for a period of time, the delta T2, locate the fault sub module. The algorithm is simple, and it is fast and robust when the fault location is not misjudged because of the balance algorithm.

【技术实现步骤摘要】
一种MMC子模块功率管开路故障的诊断方法
本专利技术的一种模块化多电平变换器(ModuleMultilevelConverter,MMC)功率管开路故障的诊断方法，涉及电力电子技术、柔性直流输电故障诊断领域。
技术介绍
近年来，MMC因为其模块化程度高、开关损耗小、冗余设计方便等优点，受到越来越多的关注。因为MMC由大量子模块构成，由于子模块采用串联结构，一个子模块故障势必会影响到其它的子模块。当子模块的开关管故障开路时，会造成子模块电容电压过压、桥臂电流冲击等危害。因此，需要首先检测出故障后准确定位出故障子模块将其旁路。现有的故障检测技术有基于滑膜观测器的故障检测方法，这种方法能准确检测故障，但是需要每个子模块的开关状态，占用较多的DSP资源。还有基于神经网络的故障检测方法，但是需要大量的训练数据。在故障定位方面，在MMC系统中，需要使用均压算法均衡子模块悬浮的电容电压，移相载波交截输出的开关信号并不与开关管的驱动控制信号直接对应，而是通过基于排序法的电容电压平衡算法(thecapacitorvoltagebalancealgorithmbasedonthesortingmetho本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化多电平变换器的子模块功率管的开路故障诊断方法，其特征在于，模块化多电平变换器每一相有上下两个桥臂，每个桥臂包括桥臂电感和若干子模块，各子模块之间以及子模块与桥臂电感之间串联连接，所述子模块采用半桥拓扑，包括上下两个功率管S1、S2和电容器，所述功率管S1的发射极作为子模块的输入端，功率管S2的发射极作为子模块的输出端，所述电容器与两个功率管并联连接，所述模块化多电平变换器的子模块功率管的开路故障诊断方法包括如下三个步骤，第一步，故障检测，采用基于luenberger观测器观测桥臂电流检测子模块功率管开路故障是否发生；第二步，故障定位，采用屏蔽基于排序法的电容电压平衡算法后比较电容电压...

【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平变换器的子模块功率管的开路故障诊断方法，其特征在于，模块化多电平变换器每一相有上下两个桥臂，每个桥臂包括桥臂电感和若干子模块，各子模块之间以及子模块与桥臂电感之间串联连接，所述子模块采用半桥拓扑，包括上下两个功率管S1、S2和电容器，所述功率管S1的发射极作为子模块的输入端，功率管S2的发射极作为子模块的输出端，所述电容器与两个功率管并联连接，所述模块化多电平变换器的子模块功率管的开路故障诊断方法包括如下三个步骤，第一步，故障检测，采用基于luenberger观测器观测桥臂电流检测子模块功率管开路故障是否发生；第二步，故障定位，采用屏蔽基于排序法的电容电压平衡算法后比较电容电压的检测值与阈值进行故障子模块的定位；第三步，重新加入电容电压平衡算法，排序跳过故障子模块。2.根据权利要求1所述的一种模块化多电平变换器的开路故障诊断方法，其特征在于，第一步的具体步骤为：(1)检测直流侧电压、上下桥臂电压、上下桥臂电流、交流输出电压等参数，根据检测到的电路参数，对上下桥臂分别列写KVL方程，具体为式中，L是桥臂电感，R是桥臂等效电阻，Udc是直流侧电压，ip、in分别是上下桥臂电流，up、un分别是上下桥臂电压，uo是交流输出电压；(2)将上式写成状态方程的形式其中,为x的导数，(3)将第(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡婷婷，肖岚，王楚扬，蒋慧杰，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32