[发明专利]一种模块化多电平换流器子模块电容老化在线监测方法

权利要求书

1.一种模块化多电平换流器子模块电容老化在线监测方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、数据选择：在预定时长mΔt内采集子模块的开关函数S_i，桥臂电流i_arm，换流器的控制周期为Δt，共采集到连续m个点的数据，其中，S_i＝1时，子模块投入；S_i＝0时，子模块切除；i＝1,2,3…n，代表n个子模块；

S2、特征量提取：根据步骤S1采集的数据，判断桥臂电流的方向和子模块的投切状态，计算各个子模块的开关频率f以及充电状态导通次数与放电状态导通次数的比值λ两个特征量；

S3、老化状态判断：根据步骤S2计算得到的两个特征量获取老化值，判断各子模块的相对老化程度，当某个子模块的老化值大于老化阈值时，判断该子模块为发生异常老化的子模块。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器子模块电容老化在线监测方法，其特征在于：S2的具体步骤为：

S21、令i＝1，

S22、令子模块累计导通次数a_i(0)＝0，子模块充电导通次数b_i(0)＝0，子模块放电导通次数c_i(0)＝0，j＝1，

S23、计算x＝S_i(j+1)-S_i(j)，若x>0，则子模块导通一次，使子模块累计导通次数加1，即a_i(j)＝a_i(j-1)+1，

S24、若i_armj＞0，即桥臂电流大于0，则电容处于充电状态，使子模块充电导通次数加1，即b_i(j)＝b_i(j-1)+1，若i_armj＜0，即桥臂电流小于0，则电容处于放电状态，使子模块放电导通次数加1，即c_i(j)＝c_i(j-1)+1，

S25、若j＝m，则进入步骤S26，否则令j在自身基础上加1，并重复步骤S23到S25，

S26、根据所计算的中间变量a_i(m)、b_i(m)、c_i(m)的数值可得：

子模块i的开关频率

子模块i的充电状态导通次数与放电状态导通次数的比值

S27、若i＝n，则所有子模块的特征量已计算完成，结束步骤S2，否则令i在自身基础上加1，并重复S22到S27,计算下一个子模块的特征量，直至所有子模块的特征量计算完成；

其中下标i表示第i个子模块，下标j表示采集的第j个数据，a、b、c和x为计算所需的中间变量，f为子模块开关频率，λ为充电状态导通次数与放电状态导通次数的比值。

3.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器子模块电容老化在线监测方法，其特征在于：

当Δt＝0.0001s，即换流器控制频率为10kHz时，步骤S1中的预定时长mΔt应大于或等于0.5s，对应的m应大于等于5000，当Δt＝0.0002s，即换流器控制频率为5kHz时，步骤S1中的预定时长mΔt应不大于或等于1s，对应的m应大于等于5000。

4.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器子模块电容老化在线监测方法，其特征在于：步骤S3判断电容相对老化状态的方法为，比较各个子模块的开关频率和充放电导通次数比两项特征量的大小，开关频率和充放电导通次数比大于开关频率和充放电导通次数比阈值时，其对应的子模块电容老化严重，判断其为异常老化，开关频率和充放电导通次数比小于开关频率和充放电导通次数比阈值时，其对应的子模块电容老化越轻。