CN111756060A - 一种星形链式statcom的冗余容错控制算法 - Google Patents

一种星形链式statcom的冗余容错控制算法 Download PDF

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Abstract

一种星形链式STATCOM的冗余容错控制算法，所述算法通过控制故障相的换流链电压和有功功率以及其他的控制来抑制星形链式STATCOM在冗余容错过程的中性点偏移；而换流链电压通过抬升故障相子模块电容电压来调整，有功功率通过控制负序电流来控制；因此，通过抬升故障子模块电容电压，并控制负序电流来提高功率平衡水平，改善星形链式STATCOM的冗余容错的控制性能。所述控制算法包括直流电压和链节电压的冗余容错控制、载波移相的冗余容错控制、负序电流的冗余容错控制。本发明相比传统冗余容错算法，能够有效的抑制星形链式STATCOM冗余容错过程中中性点的偏移，实现对其有效冗余容错控制。

Description

一种星形链式STATCOM的冗余容错控制算法
技术领域
本发明涉及一种星形链式STATCOM的冗余容错控制算法，属电力电子技术领域。
背景技术
链式STATCOM作为多电平级联H桥变换器正在被新能源发电等领域广泛应用。
链式STATCOM一般有三角形和星形两种拓扑结构，三角形链式STATCOM没有中性点，换流链承受线电压、模块数较多，三相能够独立控制；星形链式STATCOM的换流链模块数较少，成本更低，应用也更为广泛。
链式STATCOM的功率模块容易发生故障，造成停机、跳闸等事故。故采用功率模块冗余容错方案能够提高装置的运行可靠性。当H桥功率模块发生故障时，设备迅速闭合旁路开关，切除掉这个故障功率模块，从而使得换流链的其余部分免受故障影响。
冗余容错的方案在三角形链式STATCOM中应用较为成熟。而对于星形链式STATCOM，冗余容错会导致三相换流链中的模块数不一致，并引起中性点发生偏移，控制更为困难。
冗余容错控制缺乏，限制了星形链式STATCOM在大功率场合的应用。
发明内容
本发明的目的是，为了解决冗余容错控制缺乏，限制了星形链式STATCOM在大功率场合的应用，针对传统冗余容错算法在星形链式STATCOM中效果较差的问题，提出一种星形链式STATCOM的冗余容错控制算法。
实现本发明的技术方案如下，一种星形链式STATCOM的冗余容错控制算法，所述算法通过控制故障相的换流链电压和有功功率以及其他的控制来抑制星形链式STATCOM在冗余容错过程的中性点偏移；而换流链电压通过抬升故障相子模块电容电压来调整，有功功率通过控制负序电流来控制；因此，通过抬升故障子模块电容电压，并控制负序电流来提高功率平衡水平，改善星形链式STATCOM的冗余容错的控制性能。
所述控制算法包括直流电压和链节电压的冗余容错控制、载波移相的冗余容错控制、负序电流的冗余容错控制。
所述冗余容错控制算法如下：
星形链式STATCOM电路模型如下式：
usa＝uca+jωLia+uN
usa＝ucb+jωLib+uN (1)
usc＝ucc+jωLic+uN
其中，udca、udcb、udcc为换流链电压平均值，ia、ib、ic为换流链电流，uca、ucb、ucc为换流链电压，usa、usb、usc为三相电网电压；ω为电网基波角频率；L为换流链上的等效电感。
中性点电压为：
Figure BDA0002519998940000021
由于三相电网电压满足：usa+usb+usc＝0； (3)
故中性点电压为：
Figure BDA0002519998940000022
令m为调制度，ω为角频率，
Figure BDA0002519998940000023
为初相角，功率模块直流电压额定值为udc，无故障时udca≈udcb≈udcc＝udc，则：
Figure BDA0002519998940000031
由于链式STATCOM正常运行时，ia+ib+ic＝0，所以可以得到电路正常运行时的中性点电压为：uN＝0；
而当A相M个功率模块故障切除后，系统进入冗余容错运行状态，此时有：
Figure BDA0002519998940000032
由于故障瞬间m、ω和
Figure BDA0002519998940000033
来不及改变，此时中性电压为：
Figure BDA0002519998940000034
一般，
Figure BDA0002519998940000035
因此可以得到A相M个功率模块故障切除后的中性点电压接近于零序电压uNO，即：
Figure BDA0002519998940000036
根据以上分析，冗余容错后，换流链不平衡，进行进一步分析，将uca、ucb、ucc分解为正序电压、负序电压和零序电压；ia、ib、ic分解为正序电流和负序电流，则：
Figure BDA0002519998940000037
Figure BDA0002519998940000038
其中Up、Un和Uo分别为换流链正序电压、负序电压和零序电压；Ip、In为正序电流和负序电流；αn、αo为换流链负序电压和零序电压的相角；βp和βn分别为正序电流和负序电流的相角；
根据
Figure BDA0002519998940000041
结合式(9)和式(10)，可得：
Figure BDA0002519998940000042
在A相功率模块冗余容错之后，抬升该相剩余电压为：
Figure BDA0002519998940000043
根据式(4)和式(5)，Uo≈0；
根据式(11)得：
Figure BDA0002519998940000044
在式(13)中，令三相功率平衡，即：
pa＝pb＝pc (14)
根据pa＝pb可得：
Figure BDA0002519998940000045
根据pa＝pc可得：
Figure BDA0002519998940000046
UpIn＝UnIp (17)
αn-βn＝π+βp (18)
链式STATCOM感性运行时，
Figure BDA0002519998940000051
也即当
Figure BDA0002519998940000052
且UpIn＝UnIp时，三相有功功率可以平衡；
通过抬升故障子模块电容电压，并控制负序电流来提高功率平衡水平，能够改善控制性能。
所述直流电压和链节电压的冗余容错控制方法如下：
将三相功率模块直流电压平均值udc_av作为反馈量，追踪三相功率模块直流电压平均参考值
Figure BDA0002519998940000053
从而实现对直流电压的冗余容错控制；
在A相发生冗余容错后，功率模块数会减少，因此直流电压控制、链节均压控制参数都要相应调整；
故障前，直流电压参考值
Figure BDA0002519998940000054
等于额定电压udc，三相平均电压都接近额定电压udc，初始调制度
Figure BDA0002519998940000055
故障后旁路掉M个模块，直流电压来不及改变，
Figure BDA0002519998940000056
其中，N为每相换流链总模块数，ua(peak)为A相相电压峰值。
此时将
Figure BDA0002519998940000057
抬升至
Figure BDA0002519998940000058
故障A相的平均电压udca抬升至
Figure BDA0002519998940000059
非故障相B、C相电压不变，从而引起平均电压udc_av、模块电压udca_i跟随改变；
故障后，最终故障相模块电压抬升，非故障相电压不变，调制度接近于故障前。
所述载波移相的冗余容错控制方法如下：
以每相5个模块为例，在链式STATCOM无故障时，相邻功率模块的载波间隔时间相同，相邻功率模块的载波间隔时间为半个载波周期的1/5；当第5个子模块发故障时，如若不采取控制，将导致电压发生畸变；在冗余时刻对载波移相进行冗余容错控制，对在波间隔时间进行重新平均分配，此时相邻功率模块的载波间隔时间为半个载波周期的1/4，这保证了冗余容错后载波相位的平均分配，从而改善了冗余容错过程中的暂态性能，降低了故障风险；
在周期不变的前提下，载波移相的冗余控制来调整故障相非故障子模块的载波相位，使其平均分配于载波周期中，解决冗余容错控制时非故障子模块的载波间隔时间不一致的问题。
所述负序电流的冗余容错控制方法如下：
在正序电压和负序电流作用下换流链交换功率为：
Figure BDA0002519998940000061
交换功率与换流链电压之间的关系满足：
Figure BDA0002519998940000062
而负序电流在负序旋转坐标系dq轴下的表达式为：
Figure BDA0002519998940000063
将式(21)代入式(20)得：
Figure BDA0002519998940000064
可见，通过控制负序电流能间接控制功率平衡。
本发明的有益效果在于，本发明通过控制故障相的换流链电压和有功功率以及其他必要的控制来抑制星形链式STATCOM在冗余容错过程中中性点的偏移；还引入载波移相的冗余容错控制来调整故障相非故障子模块的载波相位，解决冗余容错控制时非故障子模块的载波间隔时间不一致的问题。
本发明相比传统冗余容错算法，能够有效的抑制星形链式STATCOM冗余容错过程中中性点的偏移，实现对其有效冗余容错控制。
附图说明
图1为星形链式STATCOM的电路模型；
其中，ia、ib、ic为三条换流链电流，三条换流链直流电压平均值为udca、udcb、udcc，换流链电压为uca、ucb、ucc，中性点电压为uN。每条换流链是由可旁路N个的H桥功率模块串联而成，K是接触器，当功率模块发生故障时，K快速闭合；
图2为链式STATCOM的整体控制策略；
其中，
Figure BDA0002519998940000071
为三相功率模块直流电压平均参考值，udc_av为三相功率模块直流电压平均值，udca_i、udcb_i、udcc_i表示第i个功率模块的直流电压。电网的正序dq轴电压为usd+和usp+，负序dq轴电压为usd-和usq-，正序dq轴电流为id+和iq+，负序dq轴电流为id-和iq-。
Figure BDA0002519998940000072
和
Figure BDA0002519998940000073
分别是正序调制波和负序调制波，
Figure BDA0002519998940000074
和
Figure BDA0002519998940000075
分别为三条换流链的调制波，
Figure BDA0002519998940000076
和
Figure BDA0002519998940000077
为三条换流链各个模块的调制波；
图3为直流电压和链节电压的控制过程；
图4为载波移相的冗余容错控制；
图5为负序电流的闭环控制；
图6为在实验装置中设定在0.2s发生了A5模块的旁路动作，分别比较传统冗余容错控制与所提冗余容错控制的效果的实验波形；
图6(a)和图6(b)分别为传统冗余容错控制算法与所提冗余容错控制下，三相换流链电流的输出波形；
图6(c)和图6(d)分别为传统冗余容错控制算法与所提冗余容错算法下，三相换流链电流的不平衡度；
图6(e)和图6(f)分别为传统冗余容错控制算法与所提冗余容错控制下，三相功率模块的电容电压；
图7(a)和图7(b)分别为传统冗余容错控制和所提冗余容错控制下，三相换流链电流的实验波形；图7(c)和图7(d)分别为传统冗余容错控制和所提冗余容错控制下，故障模块的直流电压、三相每相功率模块直流电压平均值的波形。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的具体实施方式作进一步介绍。
首先根据图1所示的星形链式STATCOM电路模型，可得：
usa＝uca+jωLia+uN
usa＝ucb+jωLib+uN (1)
usc＝ucc+jωLic+uN
其中，udca、udcb、udcc为换流链电压平均值，ia、ib、ic为换流链电流，uca、ucb、ucc为换流链电压，usa、usb、usc为三相电网电压。
则，中性点电压为：
Figure BDA0002519998940000081
由于三相电网电压满足：usa+usb+usc＝0 (3)
故中性点电压为：
Figure BDA0002519998940000082
令m为调制度，ω为角频率，
Figure BDA0002519998940000083
为初相角，功率模块直流电压额定值为udc，无故障时udca≈udcb≈udcc＝udc，则：
Figure BDA0002519998940000091
由于链式STATCOM正常运行时，ia+ib+ic＝0，所以可以得到电路正常运行时的中性点电压为：uN＝0；
而当A相M个功率模块故障切除后，系统进入冗余容错运行状态，此时有：
Figure BDA0002519998940000092
由于故障瞬间m、ω和
Figure BDA0002519998940000093
来不及改变，此时：
Figure BDA0002519998940000094
一般，
Figure BDA0002519998940000095
因此可以得到A相M个功率模块故障切除后的中性点电压接近于零序电压uNO，即：
Figure BDA0002519998940000096
根据上面的分析可知，冗余容错后，换流链不平衡，进行进一步分析，将uca、ucb、ucc分解为正序电压、负序电压和零序电压，ia、ib、ic分解为正序电流和负序电流，则：
Figure BDA0002519998940000097
Figure BDA0002519998940000098
其中Up、Un和Uo分别为换流链正序电压、负序电压和零序电压：Ip、In为正序电流和负序电流。αn、αo为换流链负序电压和零序电压的相角，βp和βn分别为正序电流和负序电流的相角。
根据
Figure BDA0002519998940000101
结合(9)和(10)，可得：
Figure BDA0002519998940000102
若按照传统冗余算法，负序电流In＝0，则显然负序电压Un、零序电压Uo与正序电流Ip会在冗余容错后，在三条换流链上形成有功功率IpUn和IpUo，该功率不平衡会引起电压和电流的波动。
由于链式STATCOM正常运行时，ia+ib+ic＝0，所以可以得到电路正常运行时的中性点电压为：uN＝0。
而使用所提算法，在A相功率模块冗余容错之后，抬升该相剩余电压为：
Figure BDA0002519998940000103
则根据式(4)和式(5)，Uo≈0。
则根据式(11)得：
Figure BDA0002519998940000104
在(13)中令三相功率平衡，即：
pa＝pb＝pc (14)
根据pa＝pb可得：
Figure BDA0002519998940000111
根据pa＝pc可得：
Figure BDA0002519998940000112
UpIn＝UnIp (17)
αn-βn＝π+βp (18)
一般而言，链式STATCOM感性运行时
Figure BDA0002519998940000113
也即当
Figure BDA0002519998940000114
且UpIn＝UnIp时，三相有功功率可以平衡。
由此可见，可以通过抬升故障子模块电容电压，并控制负序电流来提高功率平衡水平，改善控制性能。
本发明算法的整体控制策略如图2所示，其中，
Figure BDA0002519998940000115
为三相功率模块直流电压平均参考值，udc_av为三相功率模块直流电压平均值，udca_i、udcb_i、udcc_i表示第i个功率模块的直流电压，usd+和usp+为电网的正序dq轴电压，usd-和usq-usd-和usq-为负序dq轴电压，id+和iq+为正序dq轴电流，id-和iq-为负序dq轴电流，
Figure BDA0002519998940000116
和
Figure BDA0002519998940000117
分别是正序调制波和负序调制波，
Figure BDA0002519998940000118
和
Figure BDA0002519998940000119
分别为三条换流链的调制波，
Figure BDA00025199989400001110
和
Figure BDA00025199989400001111
为三条换流链各个模块的调制波。
根据图2可知，该控制算法分为三个部分：直流电压和链节均压控的冗余容错控制、载波移相的冗余容错控制、负序电流的冗余容错控制。下面将依次进行介绍。
1、直流电压和链节电压的冗余容错控制
为了实现直流电压的冗余容错控制可以采用电压外环控制，如图2所示，将三相功率模块直流电压平均值udc_av作为反馈量，追踪三相功率模块直流电压平均参考值
Figure BDA0002519998940000121
从而实现对直流电压的冗余容错控制。下面将对控制过程进行具体分析。
在A相发生冗余容错后，功率模块数会减少，因此直流电压控制、链节均压控制参数都要相应调整，其调整过程如图3所示。
故障前，直流电压参考值
Figure BDA0002519998940000122
等于额定电压udc，三相平均电压都接近额定电压udc，初始调制度
Figure BDA0002519998940000123
故障后旁路掉M个模块，直流电压来不及改变，
Figure BDA0002519998940000124
本实施例算法，此时将
Figure BDA0002519998940000125
抬升至
Figure BDA0002519998940000126
故障A相的平均电压udca抬升至
Figure BDA0002519998940000127
非故障相B、C相电压不变，从而引起平均电压udc_av、模块电压udca_i跟随改变。故障后，最终故障相模块电压抬升，非故障相电压不变，调制度接近于故障前。
而对于链节电压，可以将每个链节电压作为反馈量，追踪对应的参考量udca，从而实现对链节电压的冗余容错控制。同时为了实现更精准的控制引入相电流，当相电流为正时，功率模块上的电容放电，链节电压降低，将PI控制器的输出与相电流相乘，输出为正，使得链节电压增大；当相电流为负时，功率模块上的电容充电，链节电压增大，此时PI控制器的输出与相电流相乘的输出为负，这将使得链节电压减小，保证了链节电压稳定性。
2、载波移相的冗余容错控制
以每相5个模块为例，在链式STATCOM无故障时，相邻功率模块的载波间隔时间相同，如图4(a)所示，相邻功率模块的载波间隔时间为半个载波周期的1/5。当第5个子模块发故障时，模块的载波相位变化图4(b)所示，如若不采取控制，将导致电压发生畸变。本发明在冗余时刻对载波移相进行冗余容错控制，对在波间隔时间进行重新平均分配，此时相邻功率模块的载波间隔时间为半个载波周期的1/4，调整后的无故障子模块的载波相位如图4(c)所示。这保证了冗余容错后载波相位的平均分配，从而改善了冗余容错过程中的暂态性能，降低了故障风险。
3、负序电流的冗余容错控制
在正序电压和负序电流作用下换流链交换功率为：
Figure BDA0002519998940000131
交换功率与换流链电压之间的关系满足：
Figure BDA0002519998940000132
而负序电流在负序旋转坐标系dq轴下的表达式为：
Figure BDA0002519998940000133
将式(21)代入式(20)可得：
Figure BDA0002519998940000134
考虑到有功功率增大，换流链电压升高，则有：
Pa_pn∝udca
Pb_pn∝udcb (23)
Pc_pn∝udcc
联立式(22)和式(23)，可得
Figure BDA0002519998940000135
控制方式如图5所示。
根据上面的所提的控制算法，进行实验与仿真分析。
根据如表1的参数搭建仿真和实验平台。
表1星形链式STATCOM的主要参数
参数名 符号 数值/单位 备注
电网额定电压 u<sub>s</sub> 380V 有效值
H桥额定电压 u<sub>dc</sub> 36V 100V电容
电感 L 6mH
额定电流 I<sub>rate</sub> 20A 峰值
换流链模块数 N 12
H桥IGBT额定电压 V<sub>IGBT</sub> 600V
H桥IGBT额定电流 I<sub>IGBT</sub> 30A
H桥电容容值 C<sub>0</sub> 4000uF
H桥电阻 R<sub>L</sub> 50Ω
旁路开关延时 T<sub>d</sub> <10ms 典型值
仿真结果如图6所示，图6(a)和图6(b)分别展示了传统冗余容错控制算法与所提冗余容错控制下，三相换流链的仿真输出波形。传统算法和所提算法都能在冗余容错后保持三相换流链电流输出稳定，并且电流峰值在20A附近；图6(c)和图6(d)分别为传统冗余容错控制算法与所提冗余容错控制下，三相换流链电流的不平衡度。冗余容错前，两种算法的电流不平衡度分别为0.01％和0.15％。冗余容错后，传统冗余容错控制的电流不平衡度暂态峰值为6％，0.3s稳定后不平衡度为2％；所提冗余控制算法的电流不平衡度的暂态峰值为3.6％，0.3s稳定后不平衡度为3％；图6(e)和图6(f)分别为传统冗余容错控制算法与所提冗余容错控制下，三相功率模块的电容电压。冗余容错后，传统冗余容错控制的故障模块直流电压升至54V，非故障功率模块直流电压超过40V，且三相功率模块的一致性较差；所提冗余控制算法的故障模块电压升至56V，非故障功率模块直流电压低于39V，且三相功率模块的一致性优于传统算法。
实验平台中通过插拔光纤制造A相第5个模块的通信故障，引起A5模块的旁路开关动作，使得系统发生冗余容错。对比传统冗余容错控制算法与所提冗余容错控制算法的效果，实验结果如图7所示。图7(a)和图7(b)分别为传统冗余容错控制和所提冗余容错控制下，三相换流链电流的实验波形，从实验数据来看，两种控制方法的差异不明显，都可以稳定控制在20A峰值附近。图7(c)和图7(d)分别为传统冗余容错控制和所提冗余容错控制下，故障模块的直流电压、三相每相功率模块直流电压平均值的波形。对比两图，故障模块的实验电压近似相等(差距小于2V)，故障后，所提冗余容错控制算法对于三相功率模块直流电压的稳定作用更强，一致性更好。
可见，实验结果与仿真结果一致，说明了所提控制算法优于传统控制算法。

Claims (5)

1.一种星形链式STATCOM的冗余容错控制算法，其特征在于，所述算法通过控制故障相的换流链电压和有功功率以及其他的控制来抑制星形链式STATCOM在冗余容错过程的中性点偏移；而换流链电压通过抬升故障相子模块电容电压来调整，有功功率通过控制负序电流来控制；因此，通过抬升故障子模块电容电压，并控制负序电流来提高功率平衡水平，改善星形链式STATCOM的冗余容错的控制性能；
所述控制算法包括直流电压和链节电压的冗余容错控制、载波移相的冗余容错控制、负序电流的冗余容错控制。
2.根据权利要求1所述的一种星形链式STATCOM的冗余容错控制算法，其特征在于，所述控制算法如下：
星形链式STATCOM电路模型如下式：
Figure FDA0002519998930000011
其中，udca、udcb、udcc为换流链电压平均值，ia、ib、ic为换流链电流，uca、ucb、ucc为换流链电压，usa、usb、usc为三相电网电压；ω为电网基波角频率；L为换流链上的等效电感；
中性点电压为：
Figure FDA0002519998930000012
由于三相电网电压满足：usa+usb+usc＝0； (3)
故中性点电压为：
Figure FDA0002519998930000013
令m为调制度，ω为角频率，
Figure FDA0002519998930000014
为初相角，功率模块直流电压额定值为udc，无故障时udca≈udcb≈udcc＝udc，则：
Figure FDA0002519998930000021
由于链式STATCOM正常运行时，ia+ib+ic＝0，所以得到电路正常运行时的中性点电压为：uN＝0；
而当A相M个功率模块故障切除后，系统进入冗余容错运行状态，此时有：
Figure FDA0002519998930000022
由于故障瞬间m、ω和
Figure FDA0002519998930000023
来不及改变，此时中性电压为：
Figure FDA0002519998930000024
一般，
Figure FDA0002519998930000025
因此得到A相M个功率模块故障切除后的中性点电压接近于零序电压uNO，即：
Figure FDA0002519998930000026
根据以上分析，冗余容错后，换流链不平衡，进行进一步分析，将uca、ucb、ucc分解为正序电压、负序电压和零序电压；ia、ib、ic分解为正序电流和负序电流，则：
Figure FDA0002519998930000027
Figure FDA0002519998930000028
其中Up、Un和Uo分别为换流链正序电压、负序电压和零序电压；Ip、In为正序电流和负序电流；αn、αo为换流链负序电压和零序电压的相角；βp和βn分别为正序电流和负序电流的相角；
根据
Figure FDA0002519998930000031
结合式(9)和式(10)，得：
Figure FDA0002519998930000032
在A相功率模块冗余容错之后，抬升该相剩余电压为：
Figure FDA0002519998930000033
根据式(4)和式(5)，Uo≈0；
根据式(11)得：
Figure FDA0002519998930000034
在式(13)中，令三相功率平衡，即：
pa＝pb＝pc (14)
根据pa＝pb得：
Figure FDA0002519998930000035
根据pa＝pc得：
Figure FDA0002519998930000036
UpIn＝UnIp (17)
αn-βn＝π+βp (18)
链式STATCOM感性运行时，
Figure FDA0002519998930000041
也即当
Figure FDA0002519998930000042
且UpIn＝UnIp时，三相有功功率平衡；
通过抬升故障子模块电容电压，并控制负序电流来提高功率平衡水平，能够改善控制性能。
3.根据权利要求1所述的一种星形链式STATCOM的冗余容错控制方法，其特征在于，所述直流电压和链节电压的冗余容错控制方法如下：
将三相功率模块直流电压平均值udc_av作为反馈量，追踪三相功率模块直流电压平均参考值
Figure FDA0002519998930000043
从而实现对直流电压的冗余容错控制；
在A相发生冗余容错后，功率模块数会减少，因此直流电压控制、链节均压控制参数都要相应调整；
故障前，直流电压参考值
Figure FDA0002519998930000044
等于额定电压udc，三相平均电压都接近额定电压udc，初始调制度
Figure FDA0002519998930000045
故障后旁路掉M个模块，直流电压来不及改变，
Figure FDA0002519998930000046
其中，N为每相换流链的总模块数，ua(peak)为A相电网相电压的峰值；
此时将
Figure FDA0002519998930000047
抬升至
Figure FDA0002519998930000048
故障A相的平均电压udca抬升至
Figure FDA0002519998930000049
非故障相B、C相电压不变，从而引起平均电压udc_av、模块电压udca_i跟随改变；
故障后，最终故障相模块电压抬升，非故障相电压不变，调制度接近于故障前。
4.根据权利要求1所述的一种星形链式STATCOM的冗余容错控制方法，其特征在于，所述载波移相的冗余容错控制方法如下：
以每相5个模块为例，在链式STATCOM无故障时，相邻功率模块的载波间隔时间相同，相邻功率模块的载波间隔时间为半个载波周期的1/5；当第5个子模块发故障时，如若不采取控制，将导致电压发生畸变；在冗余时刻对载波移相进行冗余容错控制，对在波间隔时间进行重新平均分配，此时相邻功率模块的载波间隔时间为半个载波周期的1/4，这保证了冗余容错后载波相位的平均分配，从而改善了冗余容错过程中的暂态性能，降低了故障风险；
在周期不变的前提下，载波移相的冗余控制来调整故障相非故障子模块的载波相位，使其平均分配于载波周期中，解决冗余容错控制时非故障子模块的载波间隔时间不一致的问题。
5.根据权利要求1所述的一种星形链式STATCOM的冗余容错控制方法，其特征在于，所述负序电流的冗余容错控制方法如下：
在正序电压和负序电流作用下换流链交换功率为：
Figure FDA0002519998930000051
交换功率与换流链电压之间的关系满足：
Figure FDA0002519998930000052
而负序电流在负序旋转坐标系dq轴下的表达式为：
Figure FDA0002519998930000053
将式(21)代入式(20)得：
Figure FDA0002519998930000061
可见，通过控制负序电流能间接控制功率平衡。
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