[发明专利]一种MMC子模块的故障分级诊断定位方法及系统

权利要求书

1.一种MMC子模块的故障分级诊断定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获取模块化多电平换流器各相的环流实时值；

将环流实时值与环流延时值的电流差值大于电流阈值且持续时间大于第一时间阈值的相判定为故障相；所述环流延时值为环流实时值延时一个二倍频周期后的环流值；

同步采集故障相中各子模块的实时电压；

计算故障相的每个桥臂中子模块的最大电压与最小电压的电压差值；

将电压差值大于偏差阈值的桥臂判定为故障桥臂；

比较故障桥臂中各子模块的实时电压和电压阈值，并将实时电压大于电压阈值且持续时间大于第二时间阈值的子模块判定为故障子模块。

2.根据权利要求1所述的MMC子模块的故障分级诊断定位方法，其特征在于，所述获取模块化多电平换流器各相的环流实时值，具体包括：

采集模块化多电平换流器中各相的上桥臂电流和下桥臂电流；

将同一相的上桥臂电流和下桥臂电流之和作为各自相的环流实时值；

对各相的环流实时值进行低通滤波，获得各相滤波后的环流实时值。

3.根据权利要求1所述的MMC子模块的故障分级诊断定位方法，其特征在于，所述计算故障相的每个桥臂中子模块的最大电压与最小电压的电压差值，之后还包括：

若连续三次故障相每个桥臂的电压差值均小于或等于偏差阈值，则返回步骤“获取模块化多电平换流器各相的环流实时值”。

4.根据权利要求1所述的MMC子模块的故障分级诊断定位方法，其特征在于，所述比较故障桥臂中各子模块的实时电压和电压阈值，并将实时电压大于电压阈值且持续时间大于第二时间阈值的子模块判定为故障子模块，之后还包括：

若实时电压大于第一电压阈值且小于或等于第二电压阈值，以及持续时间大于第二时间阈值，则判定故障子模块的上侧绝缘栅双极型晶体管发生开路故障；所述第一电压阈值小于故障子模块正常运行电压的最大值；

若实时电压大于第二电压阈值且故障子模块的故障电压曲线上各点的导数存在小于零的情况，则判定故障子模块的下侧绝缘栅双极型晶体管发生开路故障；所述第二电压阈值大于故障子模块正常运行电压的最大值；

若实时电压大于第二电压阈值且故障子模块的故障电压曲线上各点的导数不存在小于零的情况，则判定故障子模块的上侧和下侧绝缘栅双极型晶体管同时发生开路故障。

5.一种MMC子模块的故障分级诊断定位系统，其特征在于，所述系统包括：

环流实时值获取模块，用于获取模块化多电平换流器各相的环流实时值；

故障相判定模块，用于将环流实时值与环流延时值的电流差值大于电流阈值且持续时间大于第一时间阈值的相判定为故障相；所述环流延时值为环流实时值延时一个二倍频周期后的环流值；

实时电压采集模块，用于同步采集故障相中各子模块的实时电压；

电压差值计算模块，用于计算故障相的每个桥臂中子模块的最大电压与最小电压的电压差值；

故障桥臂判定模块，用于将电压差值大于偏差阈值的桥臂判定为故障桥臂；

故障子模块判定模块，用于比较故障桥臂中各子模块的实时电压和电压阈值，并将实时电压大于电压阈值且持续时间大于第二时间阈值的子模块判定为故障子模块。

6.根据权利要求5所述的MMC子模块的故障分级诊断定位系统，其特征在于，所述环流实时值获取模块，具体包括：

桥臂电流采集子模块，用于采集模块化多电平换流器中各相的上桥臂电流和下桥臂电流；

环流实时值确定子模块，用于将同一相的上桥臂电流和下桥臂电流之和作为各自相的环流实时值；

滤波子模块，用于对各相的环流实时值进行低通滤波，获得各相滤波后的环流实时值。

7.根据权利要求5所述的MMC子模块的故障分级诊断定位系统，其特征在于，所述系统还包括：

误判模块，用于若连续三次故障相每个桥臂的电压差值均小于或等于偏差阈值，则返回步骤“获取模块化多电平换流器各相的环流实时值”。

8.根据权利要求5所述的MMC子模块的故障分级诊断定位系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一开路故障判定模块，用于若实时电压大于第一电压阈值且小于或等于第二电压阈值，以及持续时间大于第二时间阈值，则判定故障子模块的上侧绝缘栅双极型晶体管发生开路故障；所述第一电压阈值小于故障子模块正常运行电压的最大值；

第二开路故障判定模块，用于若实时电压大于第二电压阈值且故障子模块的故障电压曲线上各点的导数存在小于零的情况，则判定故障子模块的下侧绝缘栅双极型晶体管发生开路故障；所述第二电压阈值大于故障子模块正常运行电压的最大值；

第三开路故障判定模块，用于若实时电压大于第二电压阈值且故障子模块的故障电压曲线上各点的导数不存在小于零的情况，则判定故障子模块的上侧和下侧绝缘栅双极型晶体管同时发生开路故障。