[发明专利]一种T型三电平并网变换器开路故障诊断方法

权利要求书

1.一种T型三电平并网变换器开路故障诊断方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：分析T型三电平并网变换器发生开路故障后的运行情况，根据开关状态计算出直流侧电容中点流向各相的电流；

步骤二：计算中点流向各相电流平均值和变换器输出电流平均值，分别将中点流向各相电流平均值、变换器输出电流平均值与设定的阈值比较，定位故障位置；

步骤三：根据故障位置，分为I类故障和II类故障；

步骤四：分别建立I类故障和II类故障的容错结构，基于模型预测控制策略分别对两类故障进行容错控制。

2.根据权利要求1所述的T型三电平并网变换器开路故障诊断方法，其特征在于，所述T型三电平并网变换器的开路故障包括a相桥臂4个功率器件发生开路故障、b相桥臂4个功率器件发生开路故障和c相桥臂4个功率器件发生开路故障。

3.根据权利要求1所述的T型三电平并网变换器开路故障诊断方法，其特征在于，所述根据开关状态计算出直流侧电容中点流向各相的电流的方法为：

根据基尔霍夫电流定律得出：

i_o＝i_ao+i_bo+i_co   (1)；

其中，i_o表示直流侧电容中点流向各相的电流之和，i_ao为直流侧电容中点流向a相的电流，i_bo为直流侧电容中点流向b相的电流，i_co为直流侧电容中点流向c相的电流；

变换器开关状态定义为：

其中，x＝a、b、c；P状态表示S_x1和S_x2导通，S_x3和S_x4关闭；O状态表示S_x2和S_x3导通，S_x1和S_x4关闭；N状态表示S_x3和S_x4导通，S_x1和S_x2关闭；

根据i_xo与开关状态对应的关系得出：

其中，i_a、i_b和i_c均变换器输出电流；

根据式(1)、(2)和(3)，计算i_xo：

4.根据权利要求3所述的T型三电平并网变换器开路故障诊断方法，其特征在于，所述故障位置的定位方法为：

计算i_xo的平均电流i_{xo_ave}，并将i_{xo_ave}与设置的诊断阈值I_thr1比较；当i_{xo_ave}小于-I_thr1时，

故障位于上半桥臂；当i_{xo_ave}大于I_thr1时，故障位于下半桥臂；

当故障位于上半桥臂时，计算i_a的平均值i_{x_ave}，并将i_{x_ave}与诊断阈值I_thr2比较；当i_{x_ave}小于-I_thr2时，功率器件S_x1发生开路故障；反之，功率器件S_x2发生开路故障；

当故障位于下半桥臂时，计算i_a的平均值i_{x_ave}，并将i_{x_ave}与诊断阈值I_thr2比较；当i_{x_ave}大于I_thr2时，功率器件S_x4发生开路故障；反之，功率器件S_x3发生开路故障。

5.根据权利要求3所述的T型三电平并网变换器开路故障诊断方法，其特征在于，所述I类故障是指功率器件S_x1和S_x4发生故障；II类故障是指功率器件S_x2和S_x3发生故障。