[发明专利]一种电力电子变压器级联功率模块冗余容错控制方法

摘要

一种电力电子变压器级联功率模块冗余容错控制方法，适用于级联H桥型电力电子变压器。当级联功率模块发生故障时，在满足容错运行条件的情况下，将故障功率模块旁路，并将故障功率模块的开关器件触发信号重新分配给一个冗余模块，使电力电子变压器平滑冗余切换，实现冗余切换的无间隙性和准确性。

主权项

一种电力电子变压器级联功率模块冗余容错控制方法，所述的电力电子变压器的单相电路由N+m个级联功率模块连接构成，N和m均为正整数，其中N为无冗余功率模块时电力电子变压器所需级联功率模块数量，m为冗余功率模块数量；每个功率模块由H桥电路和双有源桥串联谐振型DC‑DC变换器组成，各DC‑DC变换器的变压器次级直流输出侧并联连接，使得不同DC‑DC变换器的变压器初级直流侧储能电容电压能够实现自动均衡，其特征在于：所述冗余容错控制方法在满足容错运行条件的情况下，即单相电路中故障功率模块数量小于或等于m，将故障功率模块旁路，并将故障功率模块的开关器件触发信号重新分配给一个冗余功率模块中的H桥单元，使电力电子变压器平滑冗余切换，具体步骤包括：(1)电力电子变压器的控制器计算N路载波移相脉宽调制信号，其中N为电力电子变压器单相电路中不含冗余模块在内的级联功率模块数量，相邻的两路载波移相脉宽调制信号的移相角相同；(2)电力电子变压器的控制器将N路载波移相脉宽调制信号分配给不含冗余模块与故障功率模块在内的N个投入状态的串联功率模块；(3)电力电子变压器的控制器实时监测各功率模块的工作状态；(4)功率模块故障时，电力电子变压器的控制器根据各功率模块实时状态辨识故障功率模块；(5)电力电子变压器的控制器判断电力电子变压器是否满足冗余容错运行条件，即故障功率模块数量是否不大于冗余模块数量m，如果满足冗余容错运行条件，则电力电子变压器的控制器给故障功率模块下发闭锁及旁路动作指令，给冗余功率模块下发投入指令，将冗余功率模块由备用状态切换为投入状态，并将故障功率模块中的H桥脉宽调制信号发送至冗余功率模块；如果故障功率模块数量大于冗余功率模块数量m，不满足冗余容错运行条件，则电力电子变压器的控制器下发跳闸命令，电力电子变压器停机并退出运行。