[发明专利]用于可靠性分析的MMC子模块相关性场景构建方法

说明书

本发明涉及用于可靠性分析的MMC子模块相关性场景构建方法，包括以下步骤步骤S1：根据MMC拓扑结构和子模块组合关系，构建MMC子模块可靠性模型；步骤S2：根据子模块可靠性模型，利用拉丁超立方采样及Cholesky分解排序法构建子模块相关性场景；步骤S3:根据得到子模块相关性场景，通过直方图的统计特性，选取适用于的Copula函数，并利用极大似然估计理论估计Copula函数的参数；步骤S4:根据子模块可靠性模型和Copula函数，构建未冗余配置时可靠性模型；步骤S5:根据未冗余配置时可靠性模型和Copula函数，构建配置冗余时可靠性模型。本发明基于MMC相关性场景的构建，建立了MMC可靠性模型。

技术领域

本发明涉及用于可靠性分析的MMC子模块相关性场景构建方法。

背景技术

模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)采用桥臂子模块级联，具有谐波水平低、无换相失败问题、损耗较低等显著优点在实际工程中得到了越来越广泛的应用。为了提高MMC可靠性并增强故障自清除能力，在实际工程中，通常会对桥臂子模块采用冗余配置，提高换流器的可靠性并增强故障处理能力，这将有助于系统的设计和方便操作管理。因此，研究MMC可靠性和冗余子模块数目配置具有工程意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供用于可靠性分析的MMC子模块相关性场景构建方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

用于可靠性分析的MMC子模块相关性场景构建方法，包括以下步骤：

步骤S1：根据MMC拓扑结构和子模块组合关系，构建子模块可靠性模型；

步骤S2：根据子模块可靠性模型，利用拉丁超立方采样及Cholesky分解排序法构建子模块相关性场景；

步骤S3:根据得到子模块相关性场景，通过直方图的统计特性，选取适用于的Copula函数，并利用极大似然估计理论估计Copula函数的参数；

步骤S4:根据子模块可靠性模型和Copula函数，构建未冗余配置时可靠性模型；

步骤S5:根据未冗余配置时可靠性模型和Copula函数，构建配置冗余时可靠性模型。

进一步的，所述MMC拓扑结构为半桥结构，其子模块可靠性模型具体为：根据拓扑结构和子模块组合关系，可得到子模块可靠性R_SM(t)

R_SM(t)＝R_I²(t)·R_cap(t)·R_K1(t)·R_K2(t)＝1-exp(-λ_it)

式中：R_I、R_cap、R_K1、R_K2分别为IGBT模块、电容、旁路开关K1，压接式封装晶闸管K2的可靠性函数；

则子模块故障率为：

λ_SM＝2λ_I+λ_cap+λ_K1+λ_K2

式中：λ_I、λ_cap、λ_K1、λ_K2分别是IGBT模块、电容、旁路开关K1，压接式封装晶闸管K2的故障率。

进一步的，所述拉丁超立方采样法具体为：