[发明专利]一种基于频带能量的MMC系统中MPPF电容器失效评估方法

权利要求书

1.一种基于频带能量的MMC系统中MPPF电容器失效评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取待评估MPPF电容器的电容输出电压，所述MPPF电容器为金属化聚丙烯薄膜电容；

步骤2：使用傅立叶分析对电容输出电压信号进行频域分析，得到频谱信号ΔV(ω)；

步骤3：计算电容器输出电压频域信号的功率谱P(ω)；

步骤4：对功率谱P(ω)的高频域段进行时间积分得到输出电压高频带能量E(w)；

步骤5：计算电容失效度D：

D＝(E(w)-E₀(w))/ΔE

其中，E₀(w)为初始高频带能量，是电容在健康状态下的高频带能量；ΔE为电容器失效时增大的能量；

步骤6：根据电容失效度D判断电容是否失效：若电容失效度D＝1，则电容已失效，否则电容正常。

2.根据权利要求1所述的基于频带能量的MMC系统中MPPF电容器失效评估方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

将等效串联电阻、电容和等效串联电感进行串联建立电容器等效模型；则待测电容上压降为电阻、电容和电感上压降之和：

v(t)＝v_ESR(t)+v_C(t)+v_L(t)

其中，v_ESR(t)为等效串联电阻产生的压降，v_C(t)电容部分压降，v_L(t)为等效串联电感上的压降；

定义损耗角正切值为ESR与电容阻抗的比例：

其中，ESR为待测电容的等效串联电阻值，ω₀为工作角频率，取2*π*50；C为待测电容的电容值；

忽略等效串联电感的影响，则电容输出电压表达如下：

其中，i_arm为桥臂电流；θ(t-t₀)为t₀时刻的阶跃信号，t₀为电容充电开始时刻；v_c(t₀)为t₀时刻的电容部分压降。

3.根据权利要求2所述的基于频带能量的MMC系统中MPPF电容器失效评估方法，其特征在于，步骤4中对电容电压的增量进行频域分析，得到高频带能量表达式如下：

其中，i_ac为流经电容器的电流；ω为角频率自变量；δ为介质损耗角；T为积分时间。