[发明专利]一种UPS系统中电压源型逆变器开路故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种UPS系统中电压源型逆变器开路故障诊断方法，其中，所述方法包括：获取诊断参数，对所述诊断参数进行处理和转换，获取偏差信号和归一化的电流平均值；通过所述偏差信号判断电压源型逆变器的运行状况和是否在运行期间存在异常行为；若判断所述电压源型逆变器存在异常行为时，基于所述归一化的电流平均值判断所述电压源型逆变器中哪一个开关管发生异常。在发明实施例中，无需安装额外传感器的情况下，对UPS系统中电压源型逆变器进行开路故障诊断。

技术领域

本发明涉及开关故障诊断技术领域，尤其涉及一种UPS系统中电压源型逆变器开路故障诊断方法。

背景技术

由于不间断电源(UPS)系统可以保证电能质量和电网稳定运行，以及严重负荷情况下的系统稳定性，UPS系统得到了越来越多的关注和重视。顾名思义，UPS系统是能够向重要负荷提供的电能的枢纽，也就是说，UPS系统的功能设计将会直接影响供电质量以及负荷运行的稳定性和可靠性，即使UPS系统发生轻微故障，也可能造成严重后果，带来巨大的经济损失。

逆变器是UPS系统的核心部分，承担着将蓄电池发出的直流电转变成交流电并供给负载的任务；由于逆变器(尤其是多电平逆变器)中包含了大量的电力开关，其故障概率也大大增加；短路故障和开路故障是逆变器的两种典型故障类型，通过硬件电路和保护装置，短路故障往往被转变为开路故障，但是开路故障还没有得到重视，这就增加了UPS系统和重要负荷运行的风险指数。

目前，针对逆变器开路故障诊断，已经提出了一些方法和策略，但是大多数方法都是针对永磁电机或者感应电机驱动系统，而不是应用于UPS系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种UPS系统中电压源型逆变器开路故障诊断方法，无需安装额外传感器的情况下，对UPS系统中电压源型逆变器进行开路故障诊断。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种UPS系统中电压源型逆变器的开路故障诊断方法，所述方法包括：

获取诊断参数，对所述诊断参数进行处理和转换，获取偏差信号和归一化的电流平均值；

通过所述偏差信号判断电压源型逆变器的运行状况和是否在运行期间存在异常行为；

若判断所述电压源型逆变器存在异常行为时，基于所述归一化的电流平均值判断所述电压源型逆变器中哪一个开关管发生异常。

可选的，所述诊断参数为相电流。

可选的，所述电压源型逆变器工作正常时，并且三相平衡，则三相输出的相电流定义为：

当三相输出相电流的幅值和相角发生变化时，利用帕克矢量的模对相电流进行归一化处理，即定义为：

其中，i_d和i_q是帕克矢量的组成部分，因此，则有：

则定义相电流归一化的结果为：

其中，i_a,i_b和i_c是三相输出的相电流；表示为矢量模；I_m表示相电流最大值，ω_s代表电流频率，表示初相角；i_nN为归一化相电流；i_aN，i_bN和i_cN分别表示三相线输出点N的电流。

可选的，所述相电流归一化的结果与相电流幅值无关，则可获得归一化后相电流的绝对平均值作为归一化的电流平均值；