[发明专利]一种三相变流器功率器件开路故障诊断方法

权利要求书

1.一种三相变流器功率器件开路故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

配置模型预测控制模块，以在当前时刻获取下一时刻三相变流器作用的最优开关状态的步骤S1；

当下一个时刻到来时，根据三相变流器各相中点对地电压，获取三相变流器的当前开关状态的步骤S2；

根据三相变流器功率器件开路状态下的故障特征，通过比较所述最优开关状态和当前开关状态，为三相变流器各所述功率器件配置开路故障标示信号的步骤S3；

根据所述开路故障标示信号，判断其所指向的功率器件的所述故障特征的步骤S4。

2.根据权利要求1所述的三相变流器功率器件开路故障诊断方法，其特征在于，配置模型预测控制模块，以获取下一时刻三相变流器作用的最优开光状态的步骤具体为：

将三相变流器的各相分别定义为相a、相b以及相c，则

在k时刻，对三相变流器采用模型预测控制得到k+1时刻变流器作用的最优开关状态S_a1S_b1S_c1，其包括如下步骤：

步骤S11：将给定的直流侧电压与实际测量的直流侧电压u_dc差值e_n输入变流器电压外环PI调节器，根据公式(1)获得d轴电流参考值

式中，k_p和k_i分别为电压调节器的比例增益和积分增益，s表示复变量；

步骤S12：利用锁相环得到三相变流器电网电压角度θ，通过坐标变换模块将三相电压e_abc、电流i_abc转换为两相同步旋转坐标系下的电压电流u_dq、i_dq；

步骤S13：根据公式(2)所示的一阶欧拉方程将变流器电流微分方程进行离散化处理，根据公式(3)得到三相变流器k+1时刻的dq轴电流预测值：

式中，T_s为系统的采样周期；i_dq(k+1)分别表示k+1时刻dq轴电流的预测值；i_dq(k)分别表示k时刻dq轴电流的采样值；e_dq(k)分别表示k时刻dq轴电网电压的采样值；u_dq(k)分别表示k时刻三相变流器交流侧dq轴输出电压的采样值；

步骤S14：设定无功的参考值为0，将k+1时刻dq轴电流预测值和参考值输入价值函数模块，分别对k+1时刻8个开关状态作用下的i_dq(k+1)进行预测，根据公式(4)计算价值函数g_i，通过价值函数进行滚动优化，选择使价值函数最小的开关状态作为最优开关状态S_a1S_b1S_c1：

式中，i＝{1,…,8}。

3.根据权利要求2所述的三相变流器功率器件开路故障诊断方法，其特征在于，根据变流器各相中点对地电压，获取三相变流器的当前开关状态S_a2S_b2S_c2的步骤具体为：

定义三相变流器各桥臂包含的两功率器件分别为上管和下管，则

在k时刻，采集各相中点对地电压：其中，

若相中点对地电压为u_dc，则该相当前开关状态为1，此时该相的所述上管导通；

若相中点对地电压为0，则该相当前开关状态为0，此时该相所述下管导通，

各相的所述当前开关状态按相序排列形成三相变流器的当前开关状态S_a2S_b2S_c2。