[发明专利]一种基于零序环流抑制的容错控制方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于零序环流抑制的容错控制方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取T型三电平逆变器并联系统的运行状态数据；根据获取的运行状态数据，将任一台T型逆变器系统的三相调制波与基于比例和前馈的零序环流控制器的输出值进行相加实现零序环流抑制；根据面积等效准则，得到故障相的最终状态转换时间，进行开关序列的重构，在不影响零序环流抑制的前提下，进行开关管开路故障下的容错控制；本公开能够同时实现并联系统的零序环流抑制和故障容错控制，且零序环流抑制与故障容错控制互不影响。

技术领域

本公开涉及电力系统技术领域，特别涉及一种基于零序环流抑制的容错控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

在低压大功率场合，通常采用并联三电平逆变器拓扑来提升系统的容量等级，同时，系统的效率与灵活性也得以改善。然而，T型三电平逆变器的并联会引发零序环流，进而导致系统损耗增加、并网电流畸变，而且严重影响功率回路开关管的使用寿命。

此外，随着并联逆变器系统功率开关管数量的大幅增加，加之运行工况的复杂多变及其自身老化，系统开关管发生故障的可能性将会显著增加。当功率开关管发生故障时，并联系统的零序环流急剧恶化，致使并网电流畸变率进一步加大，给大功率逆变器并联系统的安全可靠运行带来严重威胁。然而，现有文献均未给出并联系统零序环流抑制下开关管的故障容错控制方法。

通常，功率开关管的故障类型分为：短路与断路两种情况。当发生短路故障时，功率回路产生的瞬时大电流通常会烧坏功率器件甚至整个变流器系统，为确保系统其余部分的安全，系统必须紧急停机。另一方面，当发生开路故障时，将会导致系统并网电流的畸变，同时还会进一步对其他组件产生二次损坏。与短路故障相比，断路故障并不会瞬间对功率器件乃至整个系统造成毁灭性损坏，且其对应的故障容错控制方法可以通过非停机手段予以实现。

图1给出了T型三电平逆变器并联系统的拓扑结构图，通常，功率开关管的开路故障被分为以下两种情况予以讨论，即：HB开关管(S_{x1(x＝a,b,c)}与S_x4)故障、NP开关管(S_x2与S_x3)故障。当HB开关管故障时，为使用正常电压矢量合成输出参考电压，则要求逆变器系统必须降低调制比运行，因此，系统输出电压的幅值也会随之降低，显然，这在并网型逆变器中是不允许的。此外，由于系统此时已没有冗余电压矢量可供选择，致使从调制或控制的角度实现并联系统的零序环流抑制变得非常困难；同时现有技术也无法同时实现并联系统的零序环流抑制和故障容错控制。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于零序环流抑制的容错控制方法及系统，能够同时实现并联系统的零序环流抑制和故障容错控制，且零序环流抑制与故障容错控制互不影响。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种基于零序环流抑制的容错控制方法。

一种基于零序环流抑制的容错控制方法，包括以下步骤：

获取T型三电平逆变器并联系统的运行状态数据；

根据获取的运行状态数据，将任一台T型逆变器系统的三相调制波与基于比例和前馈的零序环流控制器的输出值进行相加实现零序环流抑制；

根据面积等效准则，得到故障相的最终状态转换时间，进行开关序列的重构，在不影响零序环流抑制的前提下，进行开关管开路故障下的容错控制。

本公开第二方面提供了一种基于零序环流抑制的容错控制系统。

一种基于零序环流抑制的容错控制系统，包括：

数据获取模块，被配置为：获取T型三电平逆变器并联系统的运行状态数据；