[发明专利]基于均值电流补偿模型的多电平并网逆变器容错控制方法

权利要求书

1.基于均值电流补偿模型的多电平并网逆变器容错控制方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1:模型构建

搭建多电平并网逆变器系统模型；

步骤2:故障特征补偿重构

当模型出现电流传感器故障时，均值电流补偿模型对坐标变换后的故障特征进行补偿与重构；

步骤3:确认故障类型，

故障特征重构后，通过快速傅里叶变换FFT、主成分分析PCA和支持向量机SVM的诊断策略进行诊断以便有效进行后续容错控制；

步骤4:容错仿真验证

针对单相传感器漂移故障和多相传感器漂移故障诊断结果实施容错策略：

单相传感器漂移故障状态下，根据均值电流补偿模型输出便可以得到相应补偿量完成容错控制；

多相传感器漂移故障状态下，需要辅助传感器与均值电流补偿模型相配合完成容错控制；

所述步骤4具体为：

直接补偿模型：适用于单相传感器漂移故障，其故障特征D_x的补偿量计算为：

R_ave＝-3×D_ave＝-D_x

其中D_ave为由三相均值电流补偿模型得到的漂移故障特征；

辅助传感器模型：适用于多相传感器漂移故障，其故障特征补偿量为：

其中D'_a,D'_b,D'_c由辅助传感器模型计算得到：

D'_b＝I_b-2I_R1，D'_c＝I_c-2I_R2，D'_a＝3×D_ave-D'_b-D'_c

其中I_b,I_c为b相、c相电流传感器的感应电流，I_R1与I_R2分别是辅助传感器在不同开关状态下的感应电流；所述多相传感器漂移故障状态下，需要辅助传感器与均值电流补偿模型相配合完成容错控制：

当得到多相传感器漂移故障的诊断结果时，辅助传感器模型的状态1启动，计算得到B相传感器的漂移量，然后状态切换开关S₁,S₂动作，辅助传感器模型切换到状态2，计算得到C相传感器漂移量，再根据电流均值补偿模型的输出计算得到A相传感器的漂移量，从而所有电流传感器的漂移量都已计算出来，将其补偿至αβ坐标系下的感应电流，完成容错控制。

2.根据权利要求1所述的基于均值电流补偿模型的多电平并网逆变器容错控制方法，其特征在于所述步骤2具体为：

1)建立三相均值电流补偿模型，并将其补偿至αβ坐标系下的感应电流，补偿后的αβ坐标系感应电流为：

其中I_a,I_b,I_c为三相电流传感器的感应电流，I_α,I_β为αβ坐标系下的感应电流；

在传感器漂移故障情况下，三相均值电流补偿结构能进行故障特征重构，重构后的αβ坐标系下的漂移故障特征为:

其中D_a,D_b,D_c为每一相传感器的漂移故障特征，D_ave为由三相均值电流补偿模型得到的漂移故障特征。

3.根据权利要求1所述的基于均值电流补偿模型的多电平并网逆变器容错控制方法，其特征在于：

所述步骤1:模型构建

采用Matlab/Simulink搭建一个三相级联H桥五电平并网逆变系统模型，该模型中逆变器的每一相由两个H桥基本单元组成，电流控制结构根据锁相环提供的相位信息，将检测到的电流从abc坐标系转换为dq与αβ坐标系，并使用PI比例积分控制器对电流进行控制，然后可以获得调制电压V，根据调制电压，采用载波移相调制技术生成脉宽调制PWM信号，从而实现对多电平并网逆变器的控制。