[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

说明书

本发明公开了一种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，其特征在于包括步骤：1):模型构建，搭建多电平并网逆变器系统(单独的设备可以称为器械，多个设备称为系统合适)模型；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；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+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；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。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，闭环控制领域，具体涉及一种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。

背景技术

近年来，随着能源需求的不断增长，可再生能源的分布式发电系统得到了迅速的发展。并网逆变器是分布式发电系统与公用电网之间的重要接口，可以实现直流/交流电源转换。在各种并网逆变器拓扑中，级联H桥多电平逆变器具有谐波含量低，开关损耗小和易模块化的优点，因此已广泛用于可再生能源并网系统，例如光伏发电或风能系统。可靠性是电力电子系统的关键性能指标，因为每个部分发生的任何故障都可能导致系统崩溃。逆变器具有复杂的故障情况，因此，为了使逆变器在故障情况下快速恢复正常，减少经济损失，容错控制就显得愈发重要。多电平逆变器容错控制过程中会遇到以下问题：

1)传统电流控制结构会造成传感器部分故障特征的消失。

2)多相传感器同时故障的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种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，适用的故障情况有，单相传感器漂移故障与多相传感器漂移故障。

本发明提供的一种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，包括以下步骤：

步骤1:模型构建

搭建多电平并网逆变系统模型；

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。

作为本发明进一步的改进，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: