[发明专利]一种MMC换流器子模块开路故障定位方法及装置

说明书

本申请公开了一种MMC换流器子模块开路故障定位方法及装置，本申请通过将可能存在故障的待检测子模块分到投入和切除两个组别，以及判断每个控制周期断流现象是否存在或消失，若桥臂电流存在则判断桥臂电流极性，不断将待检测子模块集合中的正常子模块排除，从而缩小待检测子模块集合，最终定位故障子模块，通过有选择性地投切待识别的正常或故障的子模块，在面对单一故障时，能够加快故障子模块的排查和定位，提高子模块定位效率，解决了现有的开路故障定位方式过程繁琐，且执行周期较长，导致的定位效率低的技术问题。

技术领域

本申请涉及模块化多电平换流器技术领域，尤其涉及一种MMC换流器子模块开路故障定位方法及装置。

背景技术

模块化多电平换流器(MMC)具有无需大量IGBT串联、器件承受电压变化率低、输出波形谐波含量较低等优点，已广泛地应用到交流电网异步互联、风电场接入、海上平台供电等领域。目前世界上在建的柔性直流输电工程大多采用模块化多电平换流阀。半桥型MMC换流器发生子模块开路故障时，虽然整个桥臂不会失效，但是因为桥臂的输出电压与期望值出现偏差，从而导致相间换流、交直流侧谐波含量大等问题。因此，及时且准确地判断开路故障子模块，对整个换流器的稳定运行意义重大。

目前较常用的定位方法为通过各个子模块投入和切除的过程中是否出现电流断流的现象，逐一标注和判断正常子模块，从而定位发生开路故障的子模块。然而面对单一故障时，这种定位方法较为繁琐，且执行周期较长，存在定位效率低的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种MMC换流器子模块开路故障定位方法及装置，用于解决现有的开路故障定位方式过程繁琐，且执行周期较长，导致的定位效率低的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种MMC换流器子模块开路故障定位方法，包括：

将MMC换流器中各个子模块划分到待检测子模块集合和正常子模块集合；

对各个所述子模块的开路故障标识进行故障标识初始化，并将所述待检测子模块集合划分为第一子集合与第二子集合；

通过对所述MMC换流器进行子模块周期性投切测试，根据所述MMC换流器在子模块投切测试中的桥臂电流状态，以及根据开路故障判断结果与桥臂电流状态的对应关系，更新所述开路故障标识以获得开路故障判断结果，其中，所述第一子集合包含于子模块投入集合中，所述第二子集合包含于子模块切除集合中；

根据所述开路故障判断结果，确定目标子集合和非目标子集合，并将非目标子集合转移至所述正常子模块集合，其中所述目标子集合为所述第一子集合或所述第二子集合中，存在故障子模块的子集合；

判断所述目标子集合包含的子模块数量是否等于1，若是，则根据所述目标子集合中各个子模块的开路故障标识确定故障子模块，若否，则根据所述目标子集合更新所述待检测子模块集合，并返回对各个所述子模块的开路故障标识进行故障标识初始化的步骤。

优选地，所述开路故障标识为二值标识，具体包括：第一开路故障标识和第二开路故障标识，其中，所述第一开路故障标识与所述子模块中的二极管D1对应，所述第二开路故障标识与所述子模块中的二极管D2对应。

优选地，通过对所述MMC换流器进行子模块投切测试，根据所述MMC换流器在子模块投切测试中的桥臂电流状态，更新所述开路故障标识具体包括：

通过对所述MMC换流器进行子模块周期性投切测试，根据所述MMC换流器的桥臂电流状态，判断当前测试周期内是否存在桥臂电流，若是，则根据所述桥臂电流的极性和当前测试周期内的子模块投切状态，结合开路故障判断结果与桥臂电流极性的对应关系，确定当前测试周期内的开路故障判断结果；

若否，则根据上一个测试周期的桥臂电流与预设的电流门槛值的电流比较结果，结合电流比较结果与开路故障判断结果的对应关系，确定当前测试周期内的开路故障判断结果。