[发明专利]一种自耦直流变换器及其故障处理与容错控制方法

权利要求书

1.一种自耦直流变换器，上下对称，中间接地，包括低压侧电感和两个相同的电压变换结构，所述电压变换结构包括链式结构、高压侧电感和电容，每个所述链式结构均包括两个链式，从正级端至负极端依次记为链式1～4，每个链式包括串联的多个子模块，其特征在于，所述低压侧电感连接有直流断路器K₁，两个所述电压变换结构中的高压侧电感分别连接有直流断路器K₂和直流断路器K₃。

2.根据权利要求1所述的自耦直流变换器，其特征在于，所述直流断路器为基于IGBT串联技术的高压直流断路器。

3.根据权利要求1所述的自耦直流变换器，其特征在于，所述链式结构中的子模块采用二极管钳位半桥结构或半桥结构。

4.一种如权利要求1所述的自耦直流变换器的故障处理与容错控制方法，其特征在于，在发生直流短路故障时，通过对直流断路器K₁、K₂或K₃的断开处理实现故障处理和容错运行。

5.根据权利要求4所述的自耦直流变换器的故障处理与容错控制方法，其特征在于，所述直流短路故障包括低压侧短路故障、高压侧正极短路故障、高压侧负极短路故障和子模块短路故障。

6.根据权利要求5所述的自耦直流变换器的故障处理与容错控制方法，其特征在于，当存在所述低压侧短路故障时，断开直流断路器K₁，同时控制链式1和4中各个子模块全部投入，链式2和3中各个子模块均给0信号。

7.根据权利要求5所述的自耦直流变换器的故障处理与容错控制方法，其特征在于，当存在所述高压侧正极短路故障或高压侧负极短路故障时，断开对应设置的直流断路器K₂或直流断路器K₃，同时控制自耦直流变换器运行在单极性状态。

8.根据权利要求7所述的自耦直流变换器的故障处理与容错控制方法，其特征在于，所述单极性状态下，未发生短路故障一端的两个链式中的子模块变占空比运行，发生短路故障一端的一个链式中的子模块旁路，另一个链式中各个子模块均给0信号。

9.根据权利要求5所述的自耦直流变换器的故障处理与容错控制方法，其特征在于，当存在所述子模块短路故障时，切除链式中的故障子模块，以预先设置的备用子模块替换所述故障子模块。

10.根据权利要求5所述的自耦直流变换器的故障处理与容错控制方法，其特征在于，当存在所述子模块短路故障时，切除链式中的故障子模块，将故障子模块的控制信号叠加至另一正常子模块上。