[发明专利]链式静止同步串联补偿器的器件开路故障诊断方法及装置

说明书

本发明公开了一种链式静止同步串联补偿器的器件开路故障诊断方法及装置，其中，方法包括：采集链式静止同步串联补偿器发生器件开路时的故障特征量；根据链式静止同步串联补偿器的数学模型构建相电流状态观测器；根据所述相电流状态观测器重构未发生器件开路故障时的相电流判定故障相，并且定位到故障模块。该方法可以根据链式静止同步串联补偿器的器件开路故障的特征进行故障检测与定位，降低系统成本，并且提高系统的可靠性，简单易实现。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器技术领域，特别涉及一种链式静止同步串联补偿器的器件开路故障诊断方法及装置。

背景技术

现代电力系统进入了大系统、超高压远距离输电和跨区域互联的新阶段，对电网的提出了安全、稳定、高效和灵活控制的要求。随着电力电子技术、半导体开关器件和现代控制理论的发展，FACTS(Flexible Alternative Current Transmission Systems，柔性交流输电系统)装置以其对交流输电系统进行灵活快速控制的能力，在电网中得到了越来越多的应用。其中，SSSC(Static Synchronous Series Compensator，静止同步串联补偿器)作为典型的FACTS装置，可以实现对电力系统灵活地调节潮流，维持暂态稳定和阻尼功率振荡，而链式SSSC以其模块化、可扩展、高压大容量的特点，在配电网中应用前景广阔。

其中，可靠性问题一直是高压大容量电力电子装置推广应用的最大瓶颈问题之一。链式SSSC在实际应用时因电力电子开关器件发生故障而停运时有发生，这些故障对SSSC装置本身甚至电力系统的安全稳定运行都造成了很大的威胁。对链式SSSC进行在线故障检测并定位，进而实现保护和容错运行成为提高其可靠性的必要手段。

然而，电力电子器件开路是链式SSSC常见的故障，相关技术中的开路故障诊断方法主要依赖硬件电路，检测速度快，但是增加了系统成本，有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种链式静止同步串联补偿器的器件开路故障诊断方法，该方法可以降低系统成本，并且提高系统的可靠性。

本发明的另一个目的在于提出一种链式静止同步串联补偿器的器件开路故障诊断装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种链式静止同步串联补偿器的器件开路故障诊断方法，包括以下步骤：采集链式静止同步串联补偿器的发生器件开路的故障特征量；根据所述链式静止同步串联补偿器的数学模型构建相电流状态观测器；根据所述相电流状态观测器重构未发生器件开路故障时的相电流判定故障相，并且定位到故障模块。

本发明实施例的链式静止同步串联补偿器的器件开路故障诊断方法，通过相电流状态观测器重构未发生器件开路故障时的相电流判定故障相，且定位故障模块，实现根据链式SSSC的器件开路故障的特征进行故障检测与定位的目的，降低系统成本，节约能源，并且与硬件检测相结合起到双重保护，提高系统的可靠性，进而实现对静止同步串联补偿器的快速保护以及容错运行，简单易实现。

另外，根据本发明上述实施例的链式静止同步串联补偿器的器件开路故障诊断方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述故障特征量包括所述链式静止同步串联补偿器中全桥模块的各个开关器件发生开路引起的相电流变化数据和模块电容电压变化数据，其中，如果发生器件开路，则模块电容电压持续增大，且故障相电流发生畸变。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述相电流状态观测器重构未发生器件开路故障时的相电流判定故障相进一步包括：采集当前相电流；判断所述当前相电流和所述相电流状态观测器的观测相电流分离是否达到电流阈值且持续第一预设时间；如果所述当前相电流和所述观测相电流分离达到所述电流阈值且持续所述第一预设时间，则判定发生器件开路故障。