CN106571747B - 三电平电力变换器的容错控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三电平电力变换器的容错控制方法，该方法在T型三电平电力变换器在半桥功率开关发生断路故障和中点功率开关发生断路故障时，通过选取适当的输出电平组合来合成参考电压矢量，来实现对T型三电平电力变换器开关模块断路故障的容错控制。本发明克服了现有容错控制方法存在的过程复杂、实现繁琐以及引起换流回路电感增大、回路中电容减小等缺点，能够简单方便地实现对T型三电平电力变换器半桥功率开关断路故障的容错控制、在避免出现过高尖峰电压的情况下实现T型三电平电力变换器的容错控制。

Description

三电平电力变换器的容错控制方法

技术领域

本发明涉及一种三电平电力变换器的控制方法，具体涉及一种三电平电力变换器的容错控制方法。

背景技术

与传统两电平变换器相比，三电平电力变换器具有功率器件承受电压应力小、电压变化率dv/dt小、输出波形谐波特性好、开关频率低和效率高等优点，特别适用于高压大容量功率变换场合。但在运行过程中，构成T型三电平电力变换器的功率开关可能会因热循环、集电极过电流或门驱动故障等原因发生断路故障，从而导致整个装置故障。三电平电力变换器的结构决定了其在功率开关发生断路故障时可以通过适当调整其控制方法来实现三电平电力变换器的容错控制。

根据三电平电力变换器中发生断路故障的功率开关的位置的不同，可以将其分为半桥功率开关断路故障和中点功率开关断路故障。目前，对于三电平电力变换器的半桥功率开关断路故障的容错控制问题，文献1Diagnosis and tolerant strategy of an open-switch fault for T-type three-level inverter system,IEEETrans.industryapplications,Vol.50,No.1,Jan/Feb,2014，提出一种用于实现T型三电平电力变换器的半桥功率开关断路故障的容错控制方法,该方法采用根据发生断路故障的半桥功率开关的位置在三相开通时间基础上增加或减小最小开通时间T_min、第一次P型和N型开关状态(即本发明中的输出电平组合)替换、第二次P型和N型输出电平组合替换以及输出电平组合再排序等方式实现了对T型三电平电力变换器的半桥功率开关断路故障的容错控制。但是该方法涉及多次输出电平组合替换，特别是还涉及到输出电平组合再排序，使得该方法过程复杂、实现繁琐。

对于三电平电力变换器的中点功率开关断路故障的容错控制问题，文献1提出将因中点功率开关断路故障而无法产生的输出电平组合替换为其相邻的其它输出电平组合，从而实现对T型三电平电力变换器的中点功率开关断路故障的容错控制，但其本质还是利用输出电平P和输出电平N去产生参考电压；文献2An open-switch fault detectionmethod and tolerant controls based on SVPWM in a grid-connected T-typerectifier with unity power factor,IEEE Trans.industrialelectronics提出在包含有因中点功率开关断路故障而无法产生的输出电平O的区域采用关断中点功率开关、执行标准的两电平SVPWM方法进行控制，从而实现对T型三电平电力变换器的中点功率开关断路故障的容错控制，与文献1中方法相同，其实质同样是利用输出电平P和输出电平N产生参考电压。利用输出电平P和输出电平N产生参考电压的一个显著缺点为：采用两电平SVPWM时，电平在直接输出电平P和输出电平N间切换，这会导致换流回路电感增大、回路中电容减小等，从而引起过高尖峰电压，进而可能导致其它三电平电力变换器发生故障。

因此，如何简单方便地实现对三电平电力变换器半桥开关断路故障的容错控制、如何在避免出现因换流回路电感增大、回路中电容减小而导致过高尖峰电压的情况下实现三电平电力变换器的容错控制就成为三电平电力变换器的一个有待解决的重要技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种三电平电力变换器的容错控制方法，它可以简单方便地实现对三电平电力变换器竖桥功率开关断路故障的容错控制，还可以在避免出现因换流回路电感增大、回路中电容减小而导致过高尖峰电压的情况下对发生开关模块出现开路故障的三电平电力变换器进行容错控制。

为解决上述技术问题，本发明三电平电力变换器的容错控制方法的技术解决方案为：

当三电平电力变换器的期望输出电压矢量位于由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆内时，所述控制方法为：如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的正端相连的正开关，那么至少是当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量所对应的正输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的正电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：①、A→C→E→E→C→A；②、C→A→G→G→A→C；如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的负端相连的负开关，那么至少是当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量所对应的负输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的负电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：a、D→B→E→E→B→D；b、B→D→F→F→D→B；其中，A是对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合，B是对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合，C是对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合，D是对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合，E是对应于零矢量的输出电平组合OOO，F是对应于零矢量的输出电平组合PPP，G是对应于零矢量的输出电平组合NNN，所述正输出电平组合是指仅包括正电平P和零电平O的输出电平组合，所述负输出电平组合是指仅包括零电平O和负电平N的输出电平组合。

所述输出电平组合序列①是在输出电平组合序列A→C→E→B→B→E→C→A的基础上通过将输出电平组合B的作用时间增加给输出电平组合A的作用时间、同时将输出电平组合B的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列②是在输出电平组合序列C→A→G→D→D→G→A→C的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合D的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列a是在输出电平组合序列D→B→E→C→C→E→B→D的基础上通过将输出电平组合C的作用时间增加给输出电平组合D的作用时间、同时将输出电平组合C的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列b是在输出电平组合序列B→D→F→A→A→F→D→B的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的。

本发明还提供另一种三电平电力变换器的容错控制方法，其技术解决方案为：

当三电平电力变换器的期望输出电压矢量位于由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆内时，所述控制方法为：如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的正端相连的正开关，那么当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中，仅有一个小矢量所对应的正输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的正电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：①、A→C→E→B→B→E→C→A；②、C→E→B→B→E→C；③、C→A→G→G→C→A；④、A→C→E→E→C→A；如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的负端相连的负开关，那么当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中，仅有一个小矢量所对应的负输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的负电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：a、D→B→E→C→C→E→B→D；b、B→E→C→C→E→B；c、D→B→E→E→B→D；d、B→D→F→F→D→B。

所述输出电平组合序列①中A与B的作用时间根据三电平电力变换器的中点电位变化情况进行调节；所述输出电平组合序列a中C与D的作用时间根据三电平电力变换器的中点电位变化情况进行调节。

所述输出电平组合序列②是在输出电平组合序列①的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列③是在输出电平组合序列C→A→G→D→D→G→A→C的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合D的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列c是在输出电平组合序列a的基础上通过将输出电平组合C的作用时间增加给输出电平组合D的作用时间、同时将输出电平组合C的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列d是在输出电平组合序列B→D→F→A→A→F→D→B的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的。

所述输出电平组合序列②是在输出电平组合序列①的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列b是在输出电平组合序列a的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合D的作用时间置零后得到的。

本发明还提供第三种三电平电力变换器的容错控制方法，其技术解决方案为：

当三电平电力变换器的期望输出电压矢量位于由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆内且三电平电力变换器的中点功率开关发生断路故障时，所述控制方法为：当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量对应的负输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时出现零电平O时，输出电平组合序列为：B→D→F→F→D→B；当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量对应的正输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时出现零电平O时，输出电平组合序列为：C→A→G→G→A→C；当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量所对应的输出电平组合中，与一个小矢量对应的正输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置出现零电平O，且与另一个小矢量对应的负输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置出现零电平O时，输出电平组合序列为：A→G→D→D→G→A或A→F→D→D→F→A；其中，A是对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合，B是对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合，C是对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合，D是对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合，E是对应于零矢量的输出电平组合OOO，F是对应于零矢量的输出电平组合PPP，G是对应于零矢量的输出电平组合NNN，所述正输出电平组合是指仅包括正电平P和零电平O的输出电平组合，所述负输出电平组合是指仅包括零电平O和负电平N的输出电平组合。

所述输出电平组合序列B→D→F→F→D→B是在输出电平组合序列B→D→F→A→A→F→D→B的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列C→A→G→G→A→C是在输出电平组合序列C→A→G→D→D→G→A→C的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列A→G→D→D→G→A是在输出电平组合序列A→G→D→B→B→D→G→A的基础上通过将输出电平组合B的作用时间增加给输出电平组合A的作用时间、同时将输出电平组合B的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列A→F→D→D→F→A是在输出电平组合序列A→F→D→B→B→D→F→A的基础上通过将输出电平组合B的作用时间增加给输出电平组合A的作用时间、同时将输出电平组合B的作用时间置零后得到的。

本发明可以达到的技术效果是：

通过给出适用于三电平变换器的容错控制方法，该方法通过选取适当的对应于零矢量和小矢量的不同输出电平组合来参考电压矢量，可以避免现有三电平电力变换器半桥功率开关断路故障的容错控制方法存在的过程复杂、实现繁琐的缺点，还可以避免现有三电平电力变换器中点功率开关断路故障的容错控制方法因利用输出电平P和输出电平N合成参考电压矢量而导致换流回路电感增大、回路中电容减小、进一步导致过高尖峰电压等缺点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是T型三电平变换器结构示意图；

图2是I型三电平变换器结构示意图；

图3是三电平电力变换器的空间矢量及对应的输出电平组合图；

图4是TI公司三电平变换器调制算法的一个示意图。

具体实施方式

图1和图2分别是T型三电平变换器和I型三电平变换器的结构示意图，其直流侧输入端分别为P端、O端和N端，对应的电平分别为+0.5U_dc、0和-0.5U_dc，而且在其拓扑结构中，同一个桥臂包括了半桥功率开关(Q_X1和Q_X4)和中点功率开关(Q_X2和Q_X3)，X∈(R，S，T)，其中图1所示的T型三电平变换器的中点功率开关(Q_X2和Q_X3)由逆阻型RB-IGBT构成，图2所示的I型三电平变换器中的D_XY，X∈(R，S，T)，Y∈(1，2，3，4)是二极管，C_d1＝C_d2＝C₀，C₀是三电平电力变换器直流侧上下电容器的参数，C_d1是三电平电力变换器直流侧上部电容，C_d2是三电平电力变换器直流侧下部电容。

图3所示为三电平变换器空间矢量图。由图3可知，三电平变换器共有19个矢量，包括一个零矢量(V₀)、六个小矢量(V₁～V₆)、六个中矢量(V₇～V₁₂)、六个大矢量(V₁₃～V₁₉)，并且零矢量对应的输出电平组合为三个、各小矢量分别与正、负两个输出电平组合相对应，而每个中矢量和每个大矢量则各自与一个输出电平组合相对应。例如：对应于小矢量V₀的输出电平组合为ONN和POO，此处的P、O和N是指三电平电力变换器的交流侧三相(X相、Y相和Z相)输出的正电压P、零电压O和负电压N。这表明，两个不同的正、负输出电平组合可以产生同样的小矢量电压、三个不同的输出电平组合可以产生同样的零矢量电压，因此在三电平变换器因功率开关出现断路故障而不能输出P、O或N电平时，可以通过适当变更输出电平组合使得变更后的输出电平组合中相关位置不包含无法输出的电平的方式来实现容错控制，显然这为后续的容错控制提供了理论依据和实现可能。三电平变换器的期望输出电压矢量与对应的输出电平组合件的关系如下表所示：

所谓半桥功率开关是指与三电平变换器直流侧正端P或负端N相连的功率开关，且将位于三电平变换器半桥上部、与三电平变换器直流侧正端P相连的功率开关称为正开关；将位于三电平变换器半桥下部、与三电平变换器直流侧负端N相连的功率开关称为负开关。例如：R相半桥中的半桥功率开关就是Q_R1和Q_R4，且Q_R1为正开关，Q_R4为负开关。所谓中点功率开关是指与三电平变换器直流侧电容中点相连的功率开关，例如：R相中的中点功率开关就是Q_R2和Q_R3。显然，当正开关Q_X1发生断路故障时，X相不能输出P电平，当负开关Q_X4发生断路故障时，X相不能输出N电平；当中点功率开关Q_X2和/或Q_X3发生断路故障时，X相不能输出0电平，其中X∈(R,S,T)。

当参考电压矢量位于以六个小矢量为顶点、以零矢量为中点的小六边形的内切圆以外时，其合成矢量必然要包括中矢量或大矢量。由于中矢量或大矢量仅对应于一个输出电平组合，因此无法通过变更输出电平组合来规避其无法输出的P电平或N电平，这意味着只要参考电压矢量的合成矢量中包含了中矢量或大矢量，则其输出电流必然会出现畸变；而当参考电压矢量位于以六个小矢量为顶点、以零矢量为中点的六边形区域内时，其合成矢量仅包括小矢量和零矢量，因此可以通过变更输出电平组合来规避其无法输出的P电平或N电平，故此可以实现容错控制。

这样，当检测到三电平变换器半桥中的功率开关Q_X1或Q_X4发生断路故障时，如果此时参考电压矢量超出前述内切圆时，则首先应通过改变三电平变换器的负载(如降低电机的转速和/或加速度)使得三电平变换器的参考电压矢量位于内切圆内。

1、半桥功率开关发生断路故障

容错算法(1)：

当三电平电力变换器的期望输出电压矢量位于由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆内时，所述控制方法为：

如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的正端相连的正开关，那么至少是当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量所对应的正输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的正电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：

A→C→E→E→C→A；②、C→A→G→G→A→C；

如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的负端相连的负开关，那么至少是当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量所对应的负输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的负电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：

a、D→B→E→E→B→D；b、B→D→F→F→D→B；

其中，A是对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合，B是对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合，C是对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合，D是对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合，E是对应于零矢量的输出电平组合OOO，F是对应于零矢量的输出电平组合PPP，G是对应于零矢量的输出电平组合NNN，所述正输出电平组合是指仅包括正电平P和零电平O的输出电平组合，所述负输出电平组合是指仅包括零电平O和负电平N的输出电平组合。

所述输出电平组合序列①是在输出电平组合序列A→C→E→B→B→E→C→A的基础上通过将输出电平组合B的作用时间增加给输出电平组合A的作用时间、同时将输出电平组合B的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列②是在输出电平组合序列C→A→G→D→D→G→A→C的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合D的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列a是在输出电平组合序列D→B→E→C→C→E→B→D的基础上通过将输出电平组合C的作用时间增加给输出电平组合D的作用时间、同时将输出电平组合C的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列b是在输出电平组合序列B→D→F→A→A→F→D→B的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的。

上述输出电平组合的作用时间的增加和置零是通过将用于与载波信号进行比较来产生开关信号的调制波同步增大至载波信号上限实现的，计算公式如下：

d'_x＝d_x+(Top–max(d_x))

其中，d_x分别是用于与载波信号进行比较来产生开关信号的调制波，d'_x是同步增大后的调制波，x∈(R,S,T)，R、S和T分别是三电平电力变换器交流侧各相标识符，Top是载波信号的上限，max(*)为取最大值计算符。

实施例一

当三电平变换器的R相半桥中的正开关Q_R1发生断路故障时，其R相无法再输出P电平。为了避免因正开关Q_R1断路故障而导致R相无法输出P电平可能引起的R相电流畸变，在利用小矢量和零矢量合成参考电压矢量的过程中，应设法采用R相位置不包含有P电平的输出电平组合来生成小矢量和零矢量。

下面以期望电压矢量位于由V0、V1和V2连线组成的三角形区域与以V0为中心、以小矢量V1～V6为顶点的六边形的内切圆的交集区域内时为例进行说明。

此时，合成期望电压矢量所需的合成矢量分别是零矢量V0以及小矢量V1和V2。待选的输出电平组合则为对应于零矢量V0的三个输出电平组合以及分别对应于小矢量V1和V2的四个输出电平组合。此时，小矢量V1和V2所对应的正输出电平组合为POO和PPO，显然其R相位置同时包括了三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的P电平。为了避免出现输出电流畸变，所选择的输出电平组合的R相位置不应出现P电平，则剩余可选的输出电平组合为NNN、OOO以及OON和ONN。由于小矢量V1的编号是奇数、小矢量V2的编号是偶数，那么对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合A即为ONN，对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合B即为POO，对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合C即为OON，对应于零矢量的输出电平组合E为OOO，对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合D即为PPO。遵循开关次数最小原则，可得到输出电平组合序列为：A→C→E→E→C→A，即：

ONN→OON→OOO→OOO→OON→ONN

该序列中，各输出电平组合的作用时间可按照如下方法得到：

①、应用三电平变换器的调制算法可以得到三电平变换器正常时的输出电平组合序列ONN→OON→OOO→POO→POO→OOO→OON→ONN及各输出电平组合的作用时间；

②、将POO的作用时间增加给ONN，同时将POO的作用时间置零。

下面说明如何实现输出电平组合的作用时间的增加和置零。

三电平变换器的调制算法由多种，此处以图4所示TI公司的三电平变换器调制算法(SPRABS6)确定各输出电平组合的作用时间为例进行说明。由该图可知，为了将输出电平POO的作用时间增加给输出电平ONN，同时使输出电平POO的作用时间为零，可以首先确定在d_a、d_b、d_c中的最大值为d_a，即max(d_x)＝d_R，然后计算三角载波的上限与调制波d_R的差Δd，即计算Δd＝Top–d_R，最后将该差值分别加至d_x得到新的调制波信号,即计算d^’ _x＝d_x+Δd，x∈(a,b,c)。这样，采用得到的新调制波信号进行调制，则可得到时间调整后(即完成了作用时间的增加和置零)的开关信号。

除了输出电平组合序列A→C→E→E→C→A，即ONN→OON→OOO→OOO→OON→ONN外，遵循开关次数最小原则还可得到输出电平组合序列：C→A→G→G→A→C，即OON→ONN→NNN→NNN→ONN→OON。

该序列中，各输出电平组合的作用时间可按照如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法可以得到三电平变换器正常时的输出电平组合序列OON→ONN→NNN→PPO→PPO→NNN→ONN→OON及各输出电平组合的作用时间；

将PPO的作用时间增加给OON，同时将PPO的作用时间置零。

该输出电平组合的作用时间的增加和置零可参照前述方法执行。

实施例二

当三电平变换器的R相半桥中的负开关Q_R4发生断路故障时，其R相无法再输出N电平。为了避免因正开关Q_R4断路故障而导致R相无法输出N电平可能引起的R相电流畸变，在利用小矢量和零矢量合成参考电压矢量的过程中，应设法采用R相位置不包含有N电平的输出电平组合来生成小矢量和零矢量。

下面以期望电压矢量位于由V₀、V₄和V₅连线组成的三角形区域与以V0为中心、以小矢量V1～V6为顶点的六边形的内切圆的交集区域内时为例进行说明。

此时，合成期望电压矢量所需的合成矢量分别是零矢量V₀以及小矢量V₄和V₅。待选的输出电平组合则为对应于零矢量V₀的三个输出电平组合以及分别对应于小矢量V₄和V₅的四个输出电平组合。此时，小矢量V₄和V₅所对应的负输出电平组合为NOO和NNO，显然其R相位置同时包括了三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的N电平。为了避免出现输出电流畸变，所选择的输出电平组合的R相位置不应出现N电平，则剩余可选的输出电平组合为PPP、OOO以及OOP和OPP。由于小矢量V₅的编号是奇数、小矢量V₄的编号是偶数，那么对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合A即为NNO，对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合B即为OOP，对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合C即为NOO，对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合D即为OPP，对应于零矢量的PPP为F，对应于零矢量的OOO为E。遵循开关次数最小原则，可得到输出电平组合序列为：D→B→E→E→B→D，即：

OPP→OOP→OOO→OOO→OOP→OPP

该序列中，各输出电平组合的作用时间可按照如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法可以得到三电平变换器正常时的输出电平组合序列OPP→OOP→OOO→NOO→NOO→OOO→OOP→OPP及各输出电平组合的作用时间；

②将NOO的作用时间增加给OPP，同时将POO的作用时间置零。

该序列中，各输出电平组合的作用时间及开关时间的增加和置零可按照前述作用时间的增加和置零方法参照前述A中a部分方法确定。

除了输出电平组合序列D→B→E→E→B→D，即OPP→OOP→OOO→OOO→OOP→OPP外，遵循开关次数最小原则还可得到输出电平组合序列：B→D→F→F→D→B，即OOP→OPP→PPP→PPP→OPP→OOP。

该序列中，各输出电平组合的作用时间可按照如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法可以得到三电平变换器正常时的输出电平组合序列OOP→OPP→PPP→NNO→NNO→PPP→OPP→OOP及各输出电平组合的作用时间；

②将NNO的作用时间增加给OOP，同时将NNO的作用时间置零。

该输出电平组合的作用时间的增加和置零可参照前述方法执行。

容错算法(2)：

当三电平电力变换器的期望输出电压矢量位于由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆内时，所述控制方法为：

如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的正端相连的正开关，那么当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中，仅有一个小矢量所对应的正输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的正电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：

①、A→C→E→B→B→E→C→A；②、C→E→B→B→E→C；③、C→A→G→G→C→A；

④、A→C→E→E→C→A

如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的负端相连的负开关，那么当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中，仅有一个小矢量所对应的负输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的负电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：

a、D→B→E→C→C→E→B→D；b、B→E→C→C→E→B；

c、D→B→E→E→B→D；d、B→D→F→F→D→B；

所述输出电平组合序列①中A与B的作用时间根据三电平电力变换器的中点电位变化情况进行调节，所述输出电平组合序列a中C与D的作用时间根据三电平电力变换器的中点电位变化情况进行调节；

所述输出电平组合序列②是在输出电平组合序列①的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列③是在输出电平组合序列C→A→G→D→D→G→A→C的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合D的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列c是在输出电平组合序列a的基础上通过将输出电平组合C的作用时间增加给输出电平组合D的作用时间、同时将输出电平组合C的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列d是在输出电平组合序列B→D→F→A→A→F→D→B的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；

或者，所述输出电平组合序列②是在输出电平组合序列①的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列b是在输出电平组合序列a的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合D的作用时间置零后得到的。

实施例三

当三电平变换器的R相半桥中的正开关Q_R1发生断路故障时，其R相无法再输出P电平。

下面以期望电压矢量位于由V₀、V₂和V₃连线组成的三角形区域与以V0为中心、以小矢量V1～V6为顶点的六边形的内切圆的交集区域内时为例进行说明。

此时，合成期望电压矢量所需的合成矢量分别是零矢量V₀以及小矢量V₂和V₃。待选的输出电平组合则为对应于零矢量V₀的三个输出电平组合以及分别对应于小矢量V₂和V₃的四个输出电平组合。此时，小矢量V₂和V₃所对应的正输出电平组合为OPO和PPO，显然仅有小矢量V₂对应的输出电平组合PPO的R相位置包括了三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的P电平。为了避免出现输出电流畸变，所选择的输出电平组合的R相位置不应出现P电平，则剩余可选的输出电平组合为NNN、OOO以及NON、OPO和OON。由于小矢量V₃的编号是奇数、小矢量V₂的编号是偶数，那么对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合A即为NON，对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合B即为OPO，对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合C即为OON，对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合D即为PPO，对应于零矢量的PPP为F，对应于零矢量的OOO为E，对应于零矢量的NNN为G。遵循开关次数最小原则，可得到输出电平组合序列为：A→C→E→B→B→E→C→A，即：

NON→OON→OOO→OPO→OPO→OOO→OON→NON

该序列中，各输出电平组合的作用时间由三电平变换器的调制策略得到。

除了输出电平组合序列A→C→E→B→B→E→C→A外，遵循开关次数最小原则还可得到输出电平组合序列：C→E→B→B→E→C(即OON→OOO→OPO→OPO→OOO→OON)、C→A→G→G→C→A(即OON→NON→NNN→NNN→NON→OON)、A→C→E→E→C→A(即NON→OON→OOO→OOO→OON→NON)。

输出电平组合序列OON→NON→NNN→NNN→NON→OON的作用时间可按如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法可以得到三电平变换器正常时的输出电平组合序列NON→OON→OOO→OPO→OPO→OOO→OON→NON及各输出电平组合的作用时间；

②将OPO的作用时间增加给NON，同时将OPO的作用时间置零。

输出电平组合序列OON→NON→NNN→NNN→NON→OON的作用时间可按如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法可以得到三电平变换器正常时的输出电平组合序列OON→NON→NNN→PPO→PPO→NNN→NON→OON及各输出电平组合的作用时间；

②将PPO的作用时间增加给OON，同时将PPO的作用时间置零。

上述两个输出电平组合的作用时间的增加和置零可参照前述实施例一中方法执行。

输出电平组合序列OON→OOO→OPO→OPO→OOO→OON的作用时间可按如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法可以得到三电平变换器正常时的输出电平组合序列NON→OON→OOO→OPO→OPO→OOO→OON→NON及各输出电平组合的作用时间；

②将NON的作用时间增加给OPO，同时将NON的作用时间置零。

对于该输出电平组合序列的作用时间的增加和置零方法与实施例一及图4所示的方法相似，为了将输出电平NON的作用时间增加给输出电平OPO，同时使输出电平NON的作用时间为零，可以首先确定在d_a、d_b、d_c中的最小值为d_min，即min(d_x)＝d_min，然后计算调制波d_min与三角载波的下限的差Δd，即计算Δd＝d_min-Buttom，最后从d_x分别减去该差值得到新的调制波信号,即计算d’_x＝d_x-Δd，x∈(R,S,T)。这样，采用得到的新调制波信号进行调制，则可得到时间调整后(即完成了作用时间的增加和置零)的开关信号。

实施例四

当三电平变换器的R相半桥中的负开关Q_R1发生断路故障时，其R相无法再输出N电平。

下面以期望电压矢量位于由V₀、V₅和V₆连线组成的三角形区域与以V0为中心、以小矢量V1～V6为顶点的六边形的内切圆的交集区域内时为例进行说明。

此时，合成期望电压矢量所需的合成矢量分别是零矢量V₀以及小矢量V₅和V₆。待选的输出电平组合则为对应于零矢量V₀的三个输出电平组合以及分别对应于小矢量V₅和V₆的四个输出电平组合。此时，小矢量V₅和V₆所对应的负输出电平组合为NNO和ONO，显然仅有小矢量V₅对应的输出电平组合PPO的R相位置包括了三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的N电平。为了避免出现输出电流畸变，所选择的输出电平组合的R相位置不应出现N电平，则剩余可选的输出电平组合为PPP、OOO以及OOP、POP和ONO。由于小矢量V₅的编号是奇数、小矢量V₆的编号是偶数，那么对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合A即为NNO，对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合B即为OOP，对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合C即为ONO，对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合D即为POP，对应于零矢量的PPP为F，对应于零矢量的OOO为E，对应于零矢量的NNN为G。遵循开关次数最小原则，可得到输出电平组合序列为：D→B→E→C→C→E→B→D，即：

POP→OOP→OOO→ONO→ONO→OOO→OOP→POP

该序列中，各输出电平组合的作用时间由三电平变换器的调制策略得到。

除了输出电平组合序列D→B→E→C→C→E→B→D外，遵循开关次数最小原则还可得到输出电平组合序列：D→B→E→E→B→D(即POP→OOP→OOO→OOO→OOP→POP)、B→D→F→F→D→B(即OOP→POP→PPP→PPP→POP→OOP)、B→E→C→C→E→B(即OOP→OOO→ONO→ONO→OOO→OOP)。

输出电平组合序列POP→OOP→OOO→OOO→OOP→POP的作用时间可按如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法可以得到三电平变换器正常时的输出电平组合序列POP→OOP→OOO→ONO→ONO→OOO→OOP→POP及各输出电平组合的作用时间；

②将ONO的作用时间增加给POP，同时将ONO的作用时间置零。

输出电平组合序列OOP→POP→PPP→PPP→POP→OOP的作用时间可按如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法可以得到三电平变换器正常时的输出电平组合序列OOP→POP→PPP→NNO→NNO→PPP→POP→OOP及各输出电平组合的作用时间；

②将NNO的作用时间增加给OOP，同时将NNO的作用时间置零。

上述两个输出电平组合的作用时间的增加和置零可参照前述实施例一中方法执行。

输出电平组合序列OOP→OOO→ONO→ONO→OOO→OOP的作用时间可按如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法可以得到三电平变换器正常时的输出电平组合序列POP→OOP→OOO→ONO→ONO→OOO→OOP→POP及各输出电平组合的作用时间；

②将POP的作用时间增加给ONO，同时将POP的作用时间置零。

对于该输出电平组合序列的作用时间的增加和置零方法可参照实施例三中方法。

参照上述分析对参考矢量位于其它区域的情形进行分析，可以得到相同结论。

2、中点功率开关发生断路故障

当三电平变换器的x相的功率开关Q_X2和/或Q_X3发生断路故障时，其x相无法再输出O电平。为了避免因功率开关Q_X2和/或Q_X3断路故障而导致x相无法输出O电平可能引起的x相电流畸变，在利用小矢量和零矢量合成参考电压矢量的过程中，应设法采用x相位置不包含有O电平的输出电平组合来生成小矢量和零矢量。

当参考电压矢量位于前述内切圆外时，其合成矢量必然要包括中矢量或大矢量。由于中矢量或大矢量仅对应于一个输出电平组合，因此无法通过变更输出电平组合来规避其无法输出的O电平，这意味着只要参考电压矢量的合成矢量中包含了中矢量或大矢量，则其输出电流必然会出现畸变；而当参考电压矢量位于前述内切圆内时，其合成矢量仅包括小矢量和零矢量，因此可以通过变更输出电平组合来规避其无法输出的O电平，故此可以实现容错控制。

具体容错算法如下：

当三电平电力变换器的期望输出电压矢量位于由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆内且三电平电力变换器的中点功率开关发生断路故障时，所述控制方法为：

当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量对应的负输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时出现零电平O时，输出电平组合序列为：B→D→F→F→D→B；

当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量对应的正输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时出现零电平O时，输出电平组合序列为：C→A→G→G→A→C；

当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量所对应的输出电平组合中，与一个小矢量对应的正输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置出现零电平O，且与另一个小矢量对应的负输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置出现零电平O时，输出电平组合序列为：A→G→D→D→G→A或A→F→D→D→F→A；

其中，A是对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合，B是对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合，C是对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合，D是对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合，E是对应于零矢量的输出电平组合OOO，F是对应于零矢量的输出电平组合PPP，G是对应于零矢量的输出电平组合NNN，所述正输出电平组合是指仅包括正电平P和零电平O的输出电平组合，所述负输出电平组合是指仅包括零电平O和负电平N的输出电平组合；

所述输出电平组合序列B→D→F→F→D→B是在输出电平组合序列B→D→F→A→A→F→D→B的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列C→A→G→G→A→C是在输出电平组合序列C→A→G→D→D→G→A→C的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列A→G→D→D→G→A是在输出电平组合序列A→G→D→B→B→D→G→A的基础上通过将输出电平组合B的作用时间增加给输出电平组合A的作用时间、同时将输出电平组合B的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列A→F→D→D→F→A是在输出电平组合序列A→F→D→B→B→D→F→A的基础上通过将输出电平组合B的作用时间增加给输出电平组合A的作用时间、同时将输出电平组合B的作用时间置零后得到的。

下面分别以三电平变换器的R相中点功率开关Q_R2和/或Q_R3发生断路故障为例进行详细说明。

实施例五

当参考矢量位于由V₀、V₁和V₂连线组成的三角形区域与由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆的交集时，其合成矢量分别是零矢量V₀以及小矢量V₁和V₂。待选的输出电平组合则为对应于零矢量V₀的三个输出电平组合以及分别对应于小矢量V₁和V₂的四个输出电平组合。此时，对应于小矢量V₁的负输出电平组合为POO、负输出电平组合为ONN，对应于小矢量V₂的正输出电平组合为PPO、负输出电平组合为OON。显然，R相位置包括三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的O电平的是负输出电平组合ONN和OON。为了避免出现输出电流畸变，所选择的输出电平组合的R相位置不应出现O电平，则剩余可选的输出电平组合为NNN、PPP以及POO和PPO。由于小矢量V₁的编号是奇数、小矢量V₂的编号是偶数，那么对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合B即为POO，对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合D即为PPO。遵循开关次数最小原则，可得到输出电平组合序列为：B→D→F→F→D→B，即：

POO→PPO→PPP→PPP→PPO→POO

该序列中，各输出电平组合的作用时间可按照如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法得到T型三电平变换器正常时的输出电平组合序列POO→PPO→PPP→ONN→ONN→PPP→PPO→POO及各输出电平组合的作用时间；

②将ONN的作用时间增加给POO，同时将ONN的作用时间置零。

该序列中，各输出电平组合的作用时间及开关时间的增加和置零可按照实施例一中方法执行。

实施例六

当参考矢量位于由V₀、V₃和V₄连线组成的三角形区域与由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆的交集时，其合成矢量分别是零矢量V₀以及小矢量V₃和V₄。待选的输出电平组合则为对应于零矢量V₀的三个输出电平组合以及分别对应于小矢量V₃和V₄的四个输出电平组合。此时，对应于小矢量V₃的正输出电平组合为OPO、负输出电平组合为NON，对应于V₄的正输出电平组合为OPP、负输出电平组合为NOO。显然，R相位置包括三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的O电平的是正输出电平组合OPO和OPP。为了避免出现输出电流畸变，所选择的输出电平组合的R相位置不应出现O电平，则剩余可选的输出电平组合为NNN、PPP以及NOO和NON。由于小矢量V₃的编号是奇数、小矢量V₄的编号是偶数，那么对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合A为NON，对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合C为NOO。遵循开关次数最小原则，可得到输出电平组合序列为：C→A→G→G→A→C，即：

NOO→NON→NNN→NNN→NON→NOO

该序列中，各输出电平组合的作用时间可按照如下方法得到：

①应用常规的控制算法得到T型三电平变换器正常时的输出电平组合序列NOO→NON→NNN→OPP→OPP→NNN→NON→NOO及各输出电平组合的作用时间；

③将OPP的作用时间增加给NOO，同时将OPP的作用时间置零。

该序列中，各输出电平组合的作用时间及开关时间的增加和置零可按照实施例一中方法执行。

实施例七

当参考矢量位于由V₀、V₂和V₃连线组成的三角形区域与由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆的交集时，其合成矢量分别是零矢量V₀以及小矢量V₂和V₃。待选的输出电平组合则为对应于零矢量V₀的三个输出电平组合以及分别对应于小矢量V₂和V₃的四个输出电平组合。此时，对应于小矢量V₂的正输出电平组合为PPO、负输出电平组合为OON，对应于V₃的正输出电平组合为OPO、负输出电平组合为NON。显然，对应于小矢量V₂的负输出电平组合OON的R相位置和对应于小矢量V₃的正输出电平组合OPO的R相位置都包括了三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的O电平。为了避免出现输出电流畸变，所选择的输出电平组合的R相位置不应出现O电平，所选择的输出电平组合的R相位置不应出现O电平，则剩余可选的输出电平组合为NNN、PPP以及NON和PPO。由于小矢量V₃的编号是奇数、小矢量V₂的编号是偶数，那么对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合A即为NON，对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合D即为PPO。遵循开关次数最小原则，可得到输出电平组合序列为：A→F(G)→D→D→F(G)→A，即：NON→NNN(PPP)→PPO→PPO→NNN(PPP)→NON。

该序列中，各输出电平组合的作用时间可按照如下方法得到：

①应用三电平变换器的调制算法得到T型三电平变换器正常时的输出电平组合序列NON→NNN(PPP)→PPO→OPO→OPO→PPO→NNN(PPP)→NON及各输出电平组合的作用时间；

②将OPO的作用时间增加给NON，同时将OPO的作用时间置零。

该序列中，各输出电平组合的作用时间及开关时间的增加和置零可按照实施例一中方法执行。

Claims (11)

1.一种三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：当三电平电力变换器的期望输出电压矢量位于由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆内时，所述控制方法为：

如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的正端相连的正开关，那么至少是当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量所对应的正输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的正电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：

①、A→C→E→E→C→A；②、C→A→G→G→A→C；

如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的负端相连的负开关，那么至少是当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量所对应的负输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的负电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：

a、D→B→E→E→B→D；b、B→D→F→F→D→B；

其中，A是对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合，B是对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合，C是对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合，D是对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合，E是对应于零矢量的输出电平组合OOO，F是对应于零矢量的输出电平组合PPP，G是对应于零矢量的输出电平组合NNN，所述正输出电平组合是指仅包括正电平P和零电平O的输出电平组合，所述负输出电平组合是指仅包括零电平O和负电平N的输出电平组合。

2.根据权利要求1所述的三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：所述输出电平组合序列①是在输出电平组合序列A→C→E→B→B→E→C→A的基础上通过将输出电平组合B的作用时间增加给输出电平组合A的作用时间、同时将输出电平组合B的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列②是在输出电平组合序列C→A→G→D→D→G→A→C的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合D的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列a是在输出电平组合序列D→B→E→C→C→E→B→D的基础上通过将输出电平组合C的作用时间增加给输出电平组合D的作用时间、同时将输出电平组合C的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列b是在输出电平组合序列B→D→F→A→A→F→D→B的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的。

3.根据权利要求2所述的三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：所述输出电平组合的作用时间的增加和置零是通过将用于与载波信号进行比较来产生开关信号的调制波同步增大至载波信号上限实现的，计算公式如下：

d’_x＝d_x+(Top–max(d_x))

其中，d_x分别是用于与载波信号进行比较来产生开关信号的调制波，d'_x是同步增大后的调制波，x∈(R,S,T)，R、S和T分别是三电平电力变换器交流侧各相标识符，Top是载波信号的上限，max(*)为取最大值计算符。

4.一种三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：当三电平电力变换器的期望输出电压矢量位于由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆内时，所述控制方法为：

如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的正端相连的正开关，那么当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中，仅有一个小矢量所对应的正输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的正电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：

①、A→C→E→B→B→E→C→A；②、C→E→B→B→E→C；③、C→A→G→G→C→A；

④、A→C→E→E→C→A

其中，A是对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合，B是对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合，C是对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合，D是对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合，E是对应于零矢量的输出电平组合OOO，F是对应于零矢量的输出电平组合PPP，G是对应于零矢量的输出电平组合NNN，所述正输出电平组合是指仅包括正电平P和零电平O的输出电平组合，所述负输出电平组合是指仅包括零电平O和负电平N的输出电平组合；

如果发生断路故障的开关是与三电平电力变换器直流侧的负端相连的负开关，那么当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中，仅有一个小矢量所对应的负输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置包含有三电平电力变换器因开关发生断路故障而不能输出的负电平时，输出电平组合序列为下述任一输出电平组合序列：

a、D→B→E→C→C→E→B→D；b、B→E→C→C→E→B；

c、D→B→E→E→B→D；d、B→D→F→F→D→B。

5.根据权利要求4所述的三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：所述输出电平组合序列①中A与B的作用时间根据三电平电力变换器的中点电位变化情况进行调节；所述输出电平组合序列a中C与D的作用时间根据三电平电力变换器的中点电位变化情况进行调节。

6.根据权利要求4所述的三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：所述输出电平组合序列②是在输出电平组合序列①的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列③是在输出电平组合序列C→A→G→D→D→G→A→C的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合D的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列c是在输出电平组合序列a的基础上通过将输出电平组合C的作用时间增加给输出电平组合D的作用时间、同时将输出电平组合C的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列d是在输出电平组合序列B→D→F→A→A→F→D→B的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的。

7.根据权利要求6所述的三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：所述输出电平组合的作用时间的增加和置零是通过将用于与载波信号进行比较来产生开关信号的调制波同步增大至载波信号上限实现的，计算公式如下：

d’_x＝d_x+(Top–max(d_x))

其中，d_x分别是用于与载波信号进行比较来产生开关信号的调制波，d'_x是同步增大后的调制波，x∈(R,S,T)，R、S和T分别是三电平电力变换器交流侧各相标识符，Top是载波信号的上限，max(*)为取最大值计算符。

8.根据权利要求4所述的三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：所述输出电平组合序列②是在输出电平组合序列①的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列b是在输出电平组合序列a的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合D的作用时间置零后得到的。

9.根据权利要求8所述的三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：所述输出电平组合的作用时间的增加和置零是通过将用于与载波信号进行比较来产生开关信号的调制波同步减小至载波信号下限实现的，计算公式如下：

d’_x＝d_x-(min(d_x)-Buttom)

其中，d_x分别是用于与载波信号进行比较来产生开关信号的调制波，d'_x是同步增大后的调制波，x∈(R,S,T)，R、S和T分别是三电平电力变换器交流侧各相标识符，Buttom是载波信号的下限，min(*)为取最小值计算符。

10.一种三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：当三电平电力变换器的期望输出电压矢量位于由零矢量为中心、以六个小矢量为顶点连线组成的六边形的内切圆内且三电平电力变换器的中点功率开关发生断路故障时，所述控制方法为：

当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量对应的负输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时出现零电平O时，输出电平组合序列为：B→D→F→F→D→B；

当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量对应的正输出电平组合中，发生断路故障的开关所在相的位置同时出现零电平O时，输出电平组合序列为：C→A→G→G→A→C；

当用于合成期望输出电压矢量的三个合成矢量中的两个小矢量所对应的输出电平组合中，与一个小矢量对应的正输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置出现零电平O，且与另一个小矢量对应的负输出电平组合中发生断路故障的开关所在相的位置出现零电平O时，输出电平组合序列为：A→G→D→D→G→A或A→F→D→D→F→A；

其中，A是对应于奇数编号小矢量的负输出电平组合，B是对应于奇数编号小矢量的正输出电平组合，C是对应于偶数编号小矢量的负输出电平组合，D是对应于偶数编号小矢量的正输出电平组合，E是对应于零矢量的输出电平组合OOO，F是对应于零矢量的输出电平组合PPP，G是对应于零矢量的输出电平组合NNN，所述正输出电平组合是指仅包括正电平P和零电平O的输出电平组合，所述负输出电平组合是指仅包括零电平O和负电平N的输出电平组合。

11.根据权利要求10所述的三电平电力变换器的容错控制方法，其特征在于：所述输出电平组合序列B→D→F→F→D→B是在输出电平组合序列B→D→F→A→A→F→D→B的基础上通过将输出电平组合A的作用时间增加给输出电平组合B的作用时间、同时将输出电平组合A的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列C→A→G→G→A→C是在输出电平组合序列C→A→G→D→D→G→A→C的基础上通过将输出电平组合D的作用时间增加给输出电平组合C的作用时间、同时将输出电平组合D的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列A→G→D→D→G→A是在输出电平组合序列A→G→D→B→B→D→G→A的基础上通过将输出电平组合B的作用时间增加给输出电平组合A的作用时间、同时将输出电平组合B的作用时间置零后得到的；所述输出电平组合序列A→F→D→D→F→A是在输出电平组合序列A→F→D→B→B→D→F→A的基础上通过将输出电平组合B的作用时间增加给输出电平组合A的作用时间、同时将输出电平组合B的作用时间置零后得到的。