[发明专利]一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统

权利要求书

1.一种MMC换流阀子模块在线监测方法，其特征在于，所述MMC换流阀子模块包括多个开关模块、放电电阻及电容，所述多个开关模块构成桥式电路结构，所述放电电阻和电容分别与所述桥式电路并联连接，所述在线监测方法包括：

获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数；

根据所述开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；

根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果；

所述开关模块由一个IGBT反并联一个二极管构成；所述各子模块运行状态电气量参数包括：桥臂电流、电容电压、下桥臂IGBT集射极电压、开关模块温度、IGBT参数、放电电阻温度及放电电阻参数；

所述根据所述开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数，包括：根据所述桥臂电流及开关模块触发信号，计算得到电容电流；根据所述电容电流及电容电压，计算得到电容有容值；根据所述桥臂电流及触发信号，计算得到IGBT及二极管的有效电流；根据桥臂电流、上桥臂IGBT集射极电压、下桥臂IGBT集射极电压、开关模块温度及IGBT参数，计算得到开关模块结温；根据上桥臂IGBT集射极电压的变化、下桥臂IGBT集射极电压的变化，得到IGBT及二极管的开关频率；根据放电电阻温度、电容电压及放电电阻参数，计算得到放电电阻功率及放电电阻结温；

将电流流出电容的方向设为正方向，当电流流动方向为正方向时，IGBT及二极管的开关频率计算公式如下：

当电流流动方向为负方向时，IGBT及二极管的开关频率计算公式如下：

其中，f_T1为上桥臂IGBT管的开关频率，f_T2为下桥臂IGBT管的开关频率，f_D1为上桥臂二极管的开关频率，f_D2为下桥臂二极管的开关频率；k_low-level和k_high-level分别为计数时间t内下、上桥臂IGBT集射极电压高低变化的次数；

根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果，包括：判断电容有容值和额定电容值的差值，与电容有容值的比值是否大于预设比值，当其大于预设比值时，判定电容失效；判断IGBT有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、IGBT开关频率、二极管开关频率是否大于对应的预设IGBT有效电流、预设二极管有效电流、预设开关模块结温、预设IGBT开关频率、预设二极管开关频率，当IGBT有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、IGBT开关频率、二极管开关频率至少其中一项大于对应的预设子模块运行监测参数阈值时，判断开关模块异常；判断放电电阻结温是否大于预设电阻结温，当其大于预设电阻结温时，判定放电电阻异常。

2.根据权利要求1所述的MMC换流阀子模块在线监测方法，其特征在于，还包括：

当电容失效，和/或开关模块异常，和/或放电电阻异常时，发出报警信号。