[发明专利]一种高压级联型变频电源模块故障控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子诊断技术领域，尤其涉及一种高压级联型变频装置故障控制方法。

背景技术

实际工程中，当高压级联型变频电源运行中出现模块故障时，应该及时将故障模块旁路，以确保非故障模块的正常运行，增强高压级联变频电源模块的安全可靠性，目前，级联型变流器主要采用载波移相SPWM开关调制策略，通过将各模块SPWM输出电压相互叠加，以消除高压级联变频电源模块输出高频谐波，现有高压级联型变频电源模块故障解决方案是，将故障模块旁路后，保持高压级联型变频电源整体控制策略不变，

这样存在的主要问题是，由于故障模块SPWM输出电压的缺失，导致高压级联变频电源模块整体SPWM输出电压的高频谐波的增加，造成高频谐波流入电网，影响配电网电能质量。

本发明针对上述问题，对故障后高压级联变频电源模块的调制策略进行调整，克服由于故障模块缺失造成的高压级联变频电源模块输出电压高频畸变问题，优化高压级联变频电源模块调制策略，降低高压级联变频电源模块输出高频谐波。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的是降低高压级联变频电源模块输出高频谐波，解决现有由于故障模块缺失造成的高压级联变频电源模块输出电压高频畸变的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种高压级联型变频电源模块故障控制方法，级联型变频电源模块总数为N，允许故障模块数为M，采样周期为Ts，各模块的正弦波脉宽调制SPWM载波周期为Tc，高压级联型变频电源模块控制系统分为主控制器和各模块底层控制器，当高压级联型变频电源模块出现模块故障时，控制策略如下：

步骤1：底层控制器控制故障模块自动旁路，退出运行；

步骤2：主控制器判断故障模块位置，并统计故障模块数量，设定为P；

步骤3：主控制器保持采样同步周期Ts不变，同时，将故障指令以及故障模块数P下发至各底层控制器；

步骤4：各底层控制器接收到故障信息后，重新调整载波周期Tc；

步骤5：主控制器对非故障模块进行编号，依次编号模块1，模块2，…，模块N-P；

步骤6：主控制器按照新的模块编号，按照采样同步频率f=1/Ts，依次下发SPWM占空比到各个模块，实现各模块输出SPWM波形的移相控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过对载波移相SPWM控制策略的优化，在故障模块退出运行后，依然能够确保各个非故障模块的SPWM波形生成的连续性，从而避免了高压级联变频电源模块输出SPWM波形的高频畸变，降低高压级联变频电源模块输出高频谐波，改善配电网电能质量。

作为本发明的进一步改进，所述各模块的正弦波脉宽调制SPWM载波周期Tc=2n×Ts，其中n为在线运行的级联模块数。

作为本发明的进一步改进，所述重新调整后的载波周期Tc=2(N-P)×Ts。

作为本发明的进一步改进，所述故障模块数量1≤P≤M。

附图说明

图1为本发明高压级联型变频电源控制系统。

图2为本发明级联变频电源模块正常运行时SPWM脉冲生成时序。

图3为本发明级联变频电源模块故障后，控制策略优化前SPWM脉冲生成时序。

图4 为本发明级联变频电源模块故障后，控制策略优化后SPWM脉冲生成时序。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1所示，级联变频电源模块控制系统分为主控制器和各模块底层控制器，其中，主控制器负责采样同步信号Ts的生成、SPWM占空比的计算，底层控制器负责Tc的生成以及SPWM波形调制。

以级联变频电源模块模块数为N=5，允许故障模块数为M=1为例，同步采样周期为Ts，各模块的正弦波脉宽调制（SPWM）载波周期为Tc，且存在关系：Tc=2n×Ts，n为在线运行的级联模块数；初始时刻，设置在线运行模块数n=N，即Tc=10Ts；主控制器依次编号各模块，定义为模块1，模块2，模块3，模块4，模块5，并根据编号顺序，按照采样同步频率1/Ts，依次下发SPWM占空比到各个模块，实现各模块输出SPWM波形的移相控制。