[发明专利]一种基于双调制波的功率器件开路故障容错控制方法

权利要求书

1.一种基于双调制波的功率器件开路故障容错控制方法，其特征是：该方法首先将传统三电平载波调制模块中的单调制波，分解为相同控制效果的双调制波；然后对调制波进行一次修正，来达到消除由于功率器件开路故障而产生无效开关状态；最后根据直流侧上、下母线电压的采样值判断是否需要进行调制波的二次修正并实施相应的控制策略，以实现故障状态下的变流器系统的中点电位平衡控制；

当利用已有成熟的功率器件开路故障诊断方法完成对变流器中发生开路故障的功率器件完成定位后，即可实施该方法，具体步骤如下：

步骤a.根据电压等效原则，首先对参考电压进行标幺化处理，然后把每相的1个调制波利用分解法则分解成2个调制波来实现调制；

步骤b.根据故障器件位置信息及变流器系统硬件接线方式对故障类型进行划分；

步骤c.根据上一步骤中获取的故障类型，选择相应的容错控制策略，对调制波进行一次修正；

步骤d.根据变流器系统中点电位偏差情况及预先设定的保证系统正常安全运行的中点电位允许偏差值，对调制波进行二次修正；

步骤e.将两次修正完成后的调制波送入调制模块，最终完成功率器件开路故障状态下的容错控制和中点电位平衡控制。

2.根据权利要求1所述的基于双调制波的功率器件开路故障容错控制方法，其特征是：调制波的一次修正是根据功率器件开路故障位置信息、变流器系统工作方式及系统实际运行状态，进行一次调制波修正其目的为消除开路故障产生的无效开关状态；所述调制波的二次修正是根据中点电位偏差及系统电流进行二次调制波修正，其目的是为了改变当前开关周期流入或者流出中点的电流以实现中点电位平衡控制。

3.根据权利要求1所述的基于双调制波的功率器件开路故障容错控制方法，其特征是：调制波修正的方法为根据输出参考线电压不变性，利用三相调制波之间的同步调整或者单相调制波正、负两组之间的内部调整。

4.根据权利要求1所述的一种基于双调制波的功率器件开路故障容错控制方法，其特征是：步骤a中的分解法则公式为：

其中u_refx为x相原有调制波，u_xpos和u_xneg为u_refx分解得到的2个调制波，调制波u_xpos和u_xneg与三角载波u_carrier进行比较，所得到的逻辑状态分别用于控制该相桥臂电路中的第1、3和2、4只功率器件的开通和关断，即当u_xposu_carrier时该相桥臂第1功率器件导通、第3功率器件关断，反之第1功率器件关断、第3功率器件导通，u_xneg控制规则一致。

5.根据权利要求1所述的一种基于双调制波的功率器件开路故障容错控制方法，其特征是：步骤b的具体步骤包括：首先，根据变流器硬件拓扑对内、外功率器件进行分类：即一相桥臂中的第1或者第4个功率器件为外功率器件，而一相桥臂中的第2或者第3个功率器件为内功率器件；然后，根据变流器系统硬件接线方式确定其工作形式：当变流器交流侧通过连接电抗器或其他滤波电路直接与电网相连时，变流器工作形式为电网侧变流器系统，当变流器交流侧直接或者通过滤波电路间接与负载相连接时，变流器工作形式为负载侧变流器系统；最后，结合故障器件位置信息和变流器工作形式将变流器系统功率器件开路故障划分为四种类型：第一类故障，负载侧变流器系统内功率器件发生开路故障；第二类故障，电网侧变流器系统内功率器件发生开路故障；第三类故障，负载侧变流器系统外功率器件发生开路故障；第四类故障，电网侧变流器系统外功率器件发生开路故障。