[发明专利]一种提高输出线电压幅值的级联多电平变流器容错控制方法

权利要求书

1.一种提高输出线电压幅值的级联多电平变流器容错控制方法，所述级联多电平变流器包括三相星接变流器，所述三相星接变流器每相串联多个功率单元，每个功率单元由三相全波整流桥、直流母线电容、H桥逆变桥及输出开关组成，当功率单元的输出开关处于第一位置时，该功率单元串联在主电路中，当功率单元的输出开关处于第二位置时，该功率单元被旁路，变流器的输出连接负载，其特征在于：首先检测所述三相星接变流器是否有功率单元发生故障，当检测到有功率单元发生故障后，将所述发生故障的功率单元旁路；判断故障的功率单元旁路后所述三相星接变流器各相最大输出电压能否满足输出要求，根据判断结果调整非故障的功率单元H桥逆变桥的功率器件的调制度，保持三相输出线电压的平衡从而保证变流器的可靠运行。

2.根据权利要求1所述的一种提高输出线电压幅值的级联多电平变流器容错控制方法，其特征在于：调整功率单元调制度按下列顺序进行，计算将所述发生故障的功率单元旁路后所述三相星接变流器各相最大输出电压幅值U_max，并与目标幅值U_ob进行比较，如果小于目标幅值U_ob，则在原输出三相电压中注入基于固定削峰角的零序基波和三次谐波、调整功率单元功率器件的调制度，从而降低输出相电压的幅值；U_max如果不小于目标幅值U_ob，则根据剩余正常工作模块的个数调整调制度。

3.根据权利要求2所述的一种提高输出线电压幅值的级联多电平变流器容错控制方法，其特征在于：基于固定削峰角的零序电压注入计算方法为：

a₁＝[sin(2θ)+2θ-4A_mpsinθ]/π (2)

a₃＝[3sin(4θ)+6sin(2θ)-8A_mpsin(3θ)]/6π (3)

其中，为基波电压，a₁为所注入基波电压的系数，为三次谐波电压，a₃为所注入三次谐波电压的系数，θ＝0.35π为固定削峰角，表示每1/4周期内，故障相电压在0.35π的角度内均维持在最大可输出电压，在这一削峰角下，故障相与非故障相电压的幅值相等点幅值最小，最大限度抑制零序注入所导致的非故障相电压的提高；A_mp为故障相可输出最大电压幅值与未发生故障时输出相电压幅值之比的校正值，a₁和a₃的表达式由叠加无穷多次谐波的傅里叶级数公式计算得到，校正值A_mp的计算方法为：

设A_mp0为故障相输出最大电压幅值与未发生故障时输出相电压幅值之比，

A_mp1＝A_mp0+d,其中d为校正步长；

将A_mp0和A_mp1分别代入上述零序电压注入方法，分别求得a₁₀、a₃₀和a₁₁、a₃₁，进而分别得到零序注入电压u₀₀和u₀₁，将零序电压与故障相电压叠加分别得到注入后的故障相电压幅值U_p0和U_p1；

利用(A_mp0,U_p0)和(A_mp1,U_p1)两点做一元线性回归拟合得到U_px＝k·A_mpx+b，其中k为一次函数的斜率，b为一次函数的截距；

则A_mp＝(A_mp0-b)/k+σ,其中σ为校正系数。

4.根据权利要求3所述的一种提高输出线电压幅值的级联多电平变流器容错控制方法，其特征在于：d＝0.01，σ＝0.001。