[发明专利]一种考虑备用冗余的MMC冗余子模块有效利用率计算方法

权利要求书

1.一种考虑备用冗余的MMC备用冗余子模块有效利用率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定MMC中子模块的故障率参数λ_HBSM，确定备用冗余子模块的备用故障系数α，并计算备用冗余子模块的故障率参数λ_HBSM-R；

步骤2：确定MMC每个桥臂中处于额定工作状态的子模块数量N，以及为每个桥臂配置的备用冗余子模块数量R；

步骤3：利用马尔可夫链模型表征MMC单个桥臂所有的工作运行状态，并计算状态与状态之间的转移概率；

步骤4：根据步骤3所得马尔可夫链模型，建立单个桥臂全部运行状态的微分方程组；

步骤5：求解单个桥臂全部运行状态的微分方程组获得桥臂各运行状态概率函数P_i(t)，并计算单个桥臂的备用冗余子模块有效数量V_a(t)以及MMC整体的备用冗余子模块有效数量,并根据该MMC整体的备用冗余子模块有效数量计算MMC整体的备用冗余子模块有效利用率E_MMC。

2.根据权利要求1所述考虑备用冗余的MMC备用冗余子模块有效利用率计算方法，其特征在于，所述步骤1中计算备用冗余子模块的故障率参数λ_HBSM-R，采用公式：

λ_HBSM-R＝α·λ_HBSM。

3.根据权利要求1所述考虑备用冗余的MMC备用冗余子模块有效利用率计算方法，其特征在于，所述步骤3中计算状态与状态之间的转移概率表述为：(R-i)λ_HBSM-R+Nλ_HBSM，其中i表示第i种运行状态，代表桥臂中有i个子模块发生故障并采用备用冗余子模块替换。

4.根据权利要求1所述考虑备用冗余的MMC备用冗余子模块有效利用率计算方法，其特征在于，所述步骤4建立单个桥臂全部运行状态的微分方程组，具体为：

其中，P_i(t)是桥臂处于每一种运行状态的概率，i表示第i种运行状态，代表桥臂中有i个子模块发生故障并采用备用冗余子模块替换，取0,1,2,…R+1；P₀(t)至P_R(t)代表桥臂所有的正常工作状态，P_R+1(t)代表桥臂故障状态。

5.根据权利要求1所述考虑备用冗余的MMC备用冗余子模块有效利用率计算方法，其特征在于，所述步骤5中计算单个桥臂的备用冗余子模块有效数量V_a(t)，采用公式：

其中，i表示第i种运行状态，代表桥臂中有i个子模块发生故障并采用备用冗余子模块替换。

6.根据权利要求1所述考虑备用冗余的MMC备用冗余子模块有效利用率计算方法，其特征在于，所述步骤5中计算MMC整体的备用冗余子模块有效利用率E_MMC，采用公式：