[发明专利]一种提升电力电子变压器容错能力的控制方法

权利要求书

1.一种提升电力电子变压器容错能力的控制方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

(1)电力电子变压器前级每相采用N个H桥级联的模式来实现AC-DC变换，每个H桥的输出连接一个谐振式双有源桥实现DC-DC变换，3N个双有源桥输出并联后接逆变器实现DC-AC变换；其中AC-DC环节采用双闭环矢量控制实现对有功功率及无功功率的闭环控制；中间DC-DC环节采用开环定频控制；后级DC-AC环节采用双闭环矢量控制以实现对直流母线电压及无功功率的闭环控制；

(2)检测各前级H桥模块的输出电压、DC-DC环节的输出电压及直流母线电压，判断是否前者大于额定值的1.2倍且同时后者小于直流母线电压的0.8倍；是则认为该模块前级发生器件开路故障，记录发生故障的DC-DC模块的编号及其数量n1，并顺序执行步骤(3)，且继续检测并比较前级H桥模块的输出电压、各模块DC-DC环节的输出电压及直流母线电压；否则执行步骤(4)；

(3)根据统计的发生器件断路故障的DC-DC模块的数量n1，修改传输的有功功率指令，仍采用步骤(1)中的双闭环矢量控制来实现对传输有功功率及无功功率的控制；正常模块的DC-DC环节采用开环定频控制，故障模块工作于拓扑重组的模式；后级DC-AC环节仍采用步骤(1)中相应的双闭环矢量控制来实现直流母线电压和无功功率的闭环控制；

(4)根据IGBT开关前级串联电阻的电压来判断器件是否发生短路故障，若发生记录发生故障的DC-DC模块的编号及其数量n2，并顺序执行步骤(5)；否者执行步骤(1)；

(5)根据统计的发生器件短路故障的DC-DC模块的数量n2，修改传输的有功功率指令，仍采用步骤(1)中的双闭环矢量控制来实现对传输有功功率及无功功率的控制；正常模块的DC-DC环节采用开环定频控制，故障模块工作于拓扑重组模式；后级DC-AC环节仍采用步骤(1)中相应的双闭环矢量控制来实现直流母线电压和无功功率的闭环控制。

2.如权利要求1所述的提升电力电子变压器容错能力的控制方法系统，其特征在于提升电力电子变压器容错能力的控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中，AC-DC环节双闭环控制具体包含：实时检测三相电网电压、三相电流；对三相电压进行软件锁相得到A相电网电压的实时相位；对三相电压及三相电流分别经过Clark变换及Park变换后得到三相电压及电流的d轴(有功)及q轴(无功)分量；将计算出的有功功率及无功功率与各自指令进行做差后经过PI后得到有功及无功电流的指令，将上述指令与计算出的电流的有功及无功分量做差后经PI运算并分别与三相电压的d、q轴分量相加后，得到相应的dq轴下电压指令分量；再经过Park反变换及Clark反变换后得到三相电压输出指令ua1ref、ub1ref及uc1ref；最后上述指令除以N后，并与N个角度依次相差pi/N的高频三角载波经过单极倍频调制后得到H桥中的开关信号；DC-DC环节的开环定频控制为前级H桥采用开关占空比为50％的驱动信号，其中上下管开关信号满足互补关系，交叉管的驱动信号相同，后级四个IGBT管子处于闭锁状态；DC-AC环节的双闭环控制的方法与AC-DC环节的方法相比，有功电流指令是通过将直流电压指令与直流电压做差后经过PI运算得到，其余方法相同。

3.如权利要求1所述的提升电力电子变压器容错能力的控制方法，其特征在于，所述步骤(5)中，传输的有功功率指令为：

P_ref＝[1-n₁/(6N)]P_ref0，

其中，n1为发生断路故障的DC-DC的模块个数，Pref0为额定有功功率指令。

4.如权利要求1所述的提升电力电子变压器容错能力的控制方法，其特征在于所述步骤(3)中，发生故障的DC-DC模块的拓扑重组模式，是指前级H桥依旧工作于开环定频模式，后级H桥的一个桥臂的管子处于开路状态，其余四个管子处于闭锁状态。