[发明专利]MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法

说明书

本发明公开了一种MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法，涉及柔性直流输电技术领域。现有的MMC柔性直流换流阀IGBT监测系统大多通过关断电压电流电阻及结温等表征参数并通过专家诊断系统进行IGBT健康状态，计算及专家诊断系统的训练相对较多较复杂。本方法根据IGBT两端的电压、流过IGBT的电流以及IGBT门极电压计算关断时间，并通过专家诊断系统进行健康状态的判断。通过选取IGBT关断延时时间作为IGBT健康状态的表征量，减少了计算量和专家诊断系统的学习训练量，能有效简化MMC柔直换流IGBT健康状态的诊断。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，尤其涉及MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法。

背景技术

目前，基于MMC的柔性直流输电工程运行过程中，每一个桥臂往往是由上百个子模块串联组成。MMC柔性直流输电换流阀中IGBT数目众多，而且IGBT作为换流阀的核心器件，其健康状态关系着换流阀正常运行。IGBT健康状态表征量众多，很多特征量不能有效判断IGBT健康状态。现有的监测系统大多通过关断电压电流电阻及结温等表征参数并通过专家诊断系统进行IGBT健康状态，计算及专家诊断系统的训练相对较多较复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法，以简化MMC柔直换流IGBT健康状态的诊断为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法，所述的监测系统包括阀控系统、子模块控制器和MMC换流阀子模块，子模块包括电源、电容、放电电阻、IGBT及其对应的驱动器，IGBT驱动器设有检测IGBT两端电压、流过IGBT电流以及IGBT门极电压的电路，子模块控制器将阀控系统与IGBT驱动器连接在一起，阀控系统内包含经过训练的专家诊断系统，在线监测方法包括以下步骤：

1)子模块控制器接收阀控系统的指令，同时将接收到的指令下发给IGBT驱动器；

2)驱动器收到关断IGBT指令后，开始采集流过IGBT的电流Icmax，在关断过程中实时采集IGBT门极电压Vge和流过IGBT的电流Ic，以及IGBT关断后IGBT两端的电压Vce；

3)IGBT驱动器计算IGBT的关断延时时间Tdoff；

4)IGBT驱动器将Tdoff、Vce和Icmax上传给子模块控制器，子模块控制器将其上传给阀控系统；

5)阀控系统接收MMC换流阀所有IGBT的Tdoff、Vce和Icmax信息；

6)阀控系统根据专家诊断系统内的数据库匹配模块上传关于IGBT的Tdoff、Vce和Icmax判定IGBT的健康状态。本方法通过选取IGBT关断延时时间作为IGBT健康状态的表征量，减少了计算量和专家诊断系统的学习训练量，能有效简化MMC柔直换流IGBT健康状态的诊断。

作为优选技术手段：步骤3)中，IGBT的关断延时时间Tdoff的计算方法是从门极电压Vge为额定值的90％至Ic下降至Icmax的90％。实现IGBT的关断延时时间Tdoff的计算。

作为优选技术手段：所述的阀控系统的专家诊断系统包含IGBT在不同电流、不同电压条件下的关断延时时间数据，并且该专家诊断系统经过深度学习及自主训练。通过内置数据和深度学习训练，可以准确地实现诊断判断。

作为优选技术手段：阀控系统的专家诊断系统根据IGBT的关断机理和疲劳机理以及导入的测试数据进行训练，所述的疲劳机理为在同等条件下，IGBT关断延时越长，IGBT疲劳越厉害。根据IGBT的关断机理和疲劳机理进行的针对性训练，可以实现更精确的诊断判断。