CN116087830A - 一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法、装置和系统 - Google Patents

一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法、装置和系统，该诊断方法通过比较混合式配电变压器负载每相实际测量到的电压与负载每相额定目标电压的相似程度，对电压补偿逆变器的各功率器件IGBT的开路故障情况进行诊断。该容错装置配备两个IGBT，来旁路电压补偿逆变器中发生开路故障的IGBT，其中一个IGBT用作电压补偿逆变器ABC三相上桥臂IGBT的备用，另一个IGBT用作电压补偿逆变器ABC三相下桥臂IGBT的备用。由此可以精确迅速地排除故障部分，大大减少电压逆变器开路故障给混合式配电变压器带来的不利影响，同时减少容错控制装置投入成本，保证混合式配电变压器经济安全可靠地运行。

Description

一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法、装置和系统
技术领域
本发明属于变压器技术领域，具体涉及一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法、装置和系统。
背景技术
近年来，随着分布式发电和电力电子装置的普及，配电网中的各种电能质量问题，如谐波、功率因数低、电压波动等日益突出，传统配电变压器已经无法满足未来配电网的发展需求。而具有可控性的混合式配电变压器(hybrid distributiontransformer,HDT)能够实现治理谐波、无功补偿、稳定电压等功能，从而提高电能质量，促进配电网的智能化发展。
混合式配电变压器将传统的配电变压器与电力电子装置结合，采用背靠背AC/DC/AC式电压源型逆变器，分别对配电变压器一次侧的电网电流以及二次侧的负载电压进行补偿，可以将电网电流补偿为对称的正弦波，同时提高配电变压器的功率因数，以及将负载电压补偿为对称稳定的正弦波。但是研究表明，逆变器长期处在高低温、腐蚀、粉尘等自然环境以及电磁干扰环境下，容易发生故障，其中功率模块IGBT的故障率较高，超过了60％。
在混合式配电变压器中，电压补偿逆变器输出端口与变压器次级绕组串联，为负载供电。当输入的电网电压波动导致变压器次级绕组输出电压波动时，电压补偿逆变器输出电压进行补偿，从而使负载电压保持稳定。但是，当电压补偿逆变器的功率模块IGBT开路时，故障相变成串进变压器二次侧回路中的负载，开路故障阻值极大，从而导致变压器二次侧故障相负载电压严重畸变、电压明显跌落偏离额定值，这会给配电侧的所有负载带来严重的影响。然而逆变器某个功率器件发生开路故障后，直接将逆变器全部切除，会导致负载三相电压均急剧下降，给负载带来更严重后果。故需要对电压补偿逆变器的开路故障进行诊断，并准确定位发生故障的功率器件IGBT，进行容错控制。混合配电变压器中的电压补偿逆变器，主要是与负载串联，起补偿负载电压中谐波、不对称、无功分量的作用，而非与负载并联，起直接供电作用，且在不同负载工况下，电压补偿逆变器开路故障的特征完全不同。因此，现如今已有的变频器功率器件开路故障的诊断方案，无法运用到混合配电变压器中。目前针对混合配电变压器中电压补偿逆变器功率器件的开路故障，还没有高效简便的诊断方案。同时，现有的针对变频器开路故障的容错控制成本也比较高。
因此，为保证混合配电变压器运行的经济性、可靠性和稳定性，需要一种高效简便的故障诊断方法和经济可靠的容错控制装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法、装置和系统，以解决目前混合配电变压器中电压补偿逆变器开路缺少故障检测方法的问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法，包括以下步骤：
步骤1，测量三相混合式配电变压器二次侧负载的电压，从测量的电压中提取出测量正半周电压波和测量负半周电压波；获取二次侧负载的额定目标正半周电压波和额定目标负半周电压波；
步骤2，通过测量正半周电压波和额定目标正半周电压波计算出正半周电压波的相关系数，通过测量负半周电压波和额定目标负半周点电压波计算出负半周电压波的相关系数；将正半周电压波的相关系数以及负半周电压波的相关系数分别与阈值比较，判断电压补偿逆变器中的IGBT开关是否发生开路故障，如果没有发生故障，则重复步骤1和步骤2，如果发生开路故障执行步骤3；
步骤3，闭合电压补偿逆变器中故障的IGBT开关对应的继电器，连通一个备用的IGBT开关，进行容错控制，排除故障后，重复步骤1。
本发明的进一步改进在于：
优选的，步骤1中，通过波形生成器生成二次侧负载的三相额定相电压波形；所述三相额定电压为400/√3V。
优选的，步骤1中，通过三个电压传感器分别实时测量二次侧负载的三相电压。
优选的，步骤2中，如果每一个波形系数大于阈值，则电压补偿逆变器中的IGBT开关正常，否则发生故障。
优选的，步骤2中，正半周电压波的相关系数和负半周电压波的相关系数计算时间的为一个工频周期时间段。
优选的，步骤3中，当闭合故障的IGBT开关位于上桥臂时，上桥臂的对应继电器闭合，上桥臂的备用IGBT运行；当闭合故障的IGBT开关位于下桥臂时，下桥臂的对应继电器闭合，下桥臂的备用IGBT运行。
优选的，步骤3中，当闭合故障的两个IGBT同时位于上桥臂时，在上桥臂增加备用IGBT。
一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制装置，包括：
数据采集模块，用于测量三相混合式配电变压器二次侧负载的电压，从测量的电压中提取出测量正半周电压波和测量负半周电压波；获取二次侧负载的额定目标正半周电压波和额定目标负半周电压波；
诊断模块，通过测量正半周电压波和额定目标正半周电压波计算出正半周电压波的相关系数，通过测量负半周电压波和额定目标负半周点电压波计算出负半周电压波的相关系数；将正半周电压波的相关系数以及负半周电压波的相关系数分别与阈值比较，判断电压补偿逆变器中的IGBT开关是否发生开路故障，如果没有发生故障，则重复数据采集模块和诊断模块；
容错执行模块，用于闭合故障的IGBT开关对应的继电器，进行容错控制，排除故障后，重复数据采集模块。
一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制系统，包括三相三绕组主变压器，所述三相三绕组主变压器的一次侧和配电网连接，三相三绕组主变压器的二次侧负载供电绕组连接有负载及电压补偿逆变器，负载和电压补偿逆变器串联；三相三绕组主变压器的电网侧电流补偿辅助绕组连接有电流补偿逆变器，所述电压补偿逆变器和电流补偿逆变器共用同一个直流母线；
所述电压补偿逆变器的每一相由两个IGBT串联组成，每两个串联的IGBT的中点之间设置有引出线，每一个引出线连接有两个并联的继电器，共三组继电器；每一组继电器中有一个继电器的终端共同连接于上连接点，所述上连接点和上桥臂对应的备用IGBT开关连接；每一个组继电器中剩余的一个继电器的终端共同连接于下连接点，所述下连接点和下桥臂对应的备用IGBT开关连接。
所述电流补偿逆变器由IGBT组成。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种混合式配电变压器电压补偿逆变器开路故障的诊断方法、该诊断方法通过比较负载每相实际测量到的电压与负载每相额定目标电压的相似程度，来对电压补偿逆变器的各功率器件IGBT的开路故障情况进行诊断。该容错装置配备两个IGBT，来旁路电压补偿逆变器中发生开路故障的IGBT，一个IGBT用作电压补偿逆变器ABC三相上桥臂IGBT的备用，此IGBT的集电极直接连接到直流母线正级，发射极通过三个可控继电器分别与电压补偿逆变器三相桥臂中性点连接，另一个IGBT用作电压补偿逆变器ABC三相下桥臂IGBT的备用，此IGBT的发射极直接连接到直流母线负级，集电极通过三个可控继电器分别与电压补偿逆变器三相桥臂中性点连接。由此可以精确迅速地排除故障部分，大大减少电压逆变器开路故障给混合式配电变压器带来的不利影响，同时减少容错控制装置投入成本，保证混合式配电变压器经济安全可靠地运行。
进一步的，此方法是基于分析混合式配电变压器二次侧负载电压的一种方法，该方法通过比较负载每相实际测量到的电压与负载每相额定目标电压的相似程度，来对电压补偿逆变器的各功率器件IGBT的故障情况进行诊断。基于此利用混合式配电变压器已有的测量装置，可以在半个工频周期内，迅速准确地定位电压补偿逆变器内发生开路故障的IGBT，并给出故障信号，并为后续快速精确地处理故障奠定基础。此外，与现有的变频器开路故障诊断方法相比，此方法适用于所有负载工况，且无需额外配置测量装置，简化故障诊断程序，减小设备成本，从而提高混合式配电变压器的可靠性、安全性和经济性。
本发明还公开了混合式配电变压器电压补偿逆变器故障诊断及容错控制装置，该系统包括数据采集模块、诊断模块和容错执行模块。三个模块不断检测负载三相电压，实时判别电压补偿逆变器是否发生开路故障，若发现故障及时进行容错控制，从而迅速准确地旁路故障IGBT，防止电压补偿逆变器开路故障给混合式配电变压器二次侧负载带来不利影响。
本发明还公开了混合式配电变压器电压补偿逆变器开路故障容错控制系统，该装置在混合式配电变压器的电压补偿逆变器中增加两个备用IGBT，分别通过可控继电器接入逆变器，继电器由开路故障信号控制，可以快速准确地将发生开路故障的IGBT模块旁路，从而保证混合式配电变压器为负载安全可靠供电。同时，与现有的容错装置相比，当有一个IGBT发生开路故障时，该装置仅利用一个IGBT替代发生开路故障的IGBT，不用将故障IGBT所在的整相桥臂旁路，大大减少了电压补偿逆变器开路故障容错控制装置的经济成本，提高了混合式配电变压器经济性。
附图说明
图1是本发明涉及到的混合式配电变压器结构图。
图2是本发明涉及到的电压补偿逆变器开路故障诊断流程图。
图3是本发明涉及到的电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制系统图。
图4是本发明涉及到的电压逆变器容错控制装置结构图。
图1中：Tm—三相三绕组主变压器，CVt—电压补偿逆变器，CVp—电流补偿逆变器，W2—二次侧负载供电绕组，W3—电网侧电流补偿辅助绕组，Lt—电压补偿逆变器输出连接电感，Ctf、Rtf、Cpf、Rpf—均为低通滤波器，V—负载电压传感器。
图4中：Ks—常开继电器，Vts—上桥臂备用IGBT，Vtx—下桥臂备用IGBT。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的实施例之一为公开了一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制系统，该系统包括主变压器、电压补偿逆变器、电流补偿逆变器、负载电压传感器、常开继电器和备用IGBT。
具体的，参见图1和图4，该混合配电变压器包括三相三绕组主变压器Tm，电压补偿逆变器CVt，电流补偿逆变器CVp，负载电压传感器V(Va，Vb，Vc)，常开继电器Ks(Ksa，Ksb，Ksc，Kxa，Kxb，Kxc)，上桥臂备用IGBT-Vts，下桥臂备用IGBT-Vtx。负载电压传感器用来实时测量配电侧负载电压，常开继电器、上桥臂备用IGBT和下桥臂备用IGBT，用来旁路电压补偿逆变器上桥臂或者下桥臂中发生开路故障的IGBT。
三相三绕组式配电变压器Tm，一次侧采用三角接法接入配电网，二次侧负载供电绕组W2采用三相四线制星接法连接负载为负载供电，配电网二次侧负载供电绕组W2的另一端通过低通滤波器和电压补偿逆变器CVt连接。低通滤波器滤除CVt输出补偿电压u4a，u4b，u4c中的高次谐波，从而使得电压补偿逆变器CVt与负载串联以补偿负载电压，配电网二次侧负载供电绕组W2和电压补偿逆变器CVt之间设置有电感。负载侧并联电压传感器实时测量负载电压，为实时判别电压补偿逆变器是否发生开路故障提供依据；电网侧电流补偿辅助绕组W3的一端和二次侧负载供电绕组W2连接，电网侧电流补偿辅助绕组W3的另一端和电流补偿逆变器CVp补偿连接，电网侧电流补偿辅助绕组W3为电流补偿逆变器CVp补偿一侧电网电流。CVt和CVp共用同一直流母线，以背靠背的方式连接在一起，两者为电压源型逆变器，均由IGBT组成，通过生成的IGBT的调制信号，来控制实现CVt、CVp补偿负载电压和一次侧电网电流的功能。
图1，Ctf、Rtf与Cpf、Rpf分别构成RC低通滤波器，与逆变器CVt和CVp的输出电感Lt和Lp一起，分别抑制CVt和CVp输出中的高次谐波对负载侧电压以及电网侧电流的影响。
参见图4，混合式配电变压器电压补偿逆变器故障容错控制装置，包括继电器、备用IGBT、电压补偿逆变器。
该装置中电压补偿逆变器CVt中的每一路连接有两个并联的继电器，电压补偿逆变器三相桥臂的中性点Vta，Vtb，Vtc分别通过常开继电器(Ksa，Ksb，Ksc)与上桥臂备用IGBT-Vts连接，通过常开继电器(Kxa，Kxb，Kxc)与下桥臂备用IGBT-Vtx连接。Ksa和Kxa并联，Ksb和Kxb并联，Ksc和Kxc并联，并联的Ksa和Kxa一端和中性点Vta连接，并联的Ksb和Kxb的一端和中性点Vta连接，并联的Ksc和Kxc的一端和中性点Vta连接；Ksa、Ksb和Ksc的另一端和共同和上连接点连接，上连接点和备用的IGBT-Vts连接，Kxa、Kxb和Kxc的另一端和共同和下连接点连接，下连接点和备用的IGBT-Vtx连接，备用的IGBT-Vts的另一端和电压补偿逆变器CVt的上端连接，备用的IGBT-Vtx另一端和电压补偿逆变器CVt的下端连接；两个用作备用的IGBT-Vts和IGBT-Vtx，一个IGBT-Vts用作电压补偿逆变器ABC三相上桥臂IGBT的备用，此IGBT的集电极直接到直流母线正级，发射极通过三个可控继电器分别与电压补偿逆变器三相桥臂中性点连接。另一个IGBT-Vtx用作电压补偿逆变器ABC三相下桥臂IGBT的备用，此IGBT的发射极直接到直流母线负级，集电极通过三个可控继电器分别与电压补偿逆变器三相桥臂中性点连接。
当电压补偿逆变器正常运行时，六个可控继电器断开，当某个IGBT发生开路故障后，发出故障信号，控制对应的继电器闭合，从而旁路故障IGBT，使电压补偿逆变器恢复正常状态。
继电器是具有隔离功能的自动开关元件，可以将各种电量或者非电量的变化量转换为开关量，从而对电路进行自动控制，且成本较低。备用IGBT-Vts、Vtx分别通过常开继电器Ksa，Ksb，Ksc，Kxa，Kxb，Kxc分别与电压补偿逆变器三相桥臂中点连接，在电压补偿逆变器正常运行时，可以有效地将备用IGBT与逆变器隔开，当输入量变化(IGBT-Vtsa/Vtsb/Vtsc/Vtxa/Vtxb/Vtxc开路故障)时，对应的常开继电器闭合，可以将对应的备用IGBT接入逆变器，旁路发生开路故障的IGBT，使电压补偿逆变器迅速恢复正常运行状态。
基于上述系统，本发明还公开了一种混合式配电变压器电压补偿逆变器开路故障诊断方法，波形相关系数Rs，Rx，表征两个波形相似程度，取值范围为[-1，1]。两段波形相似程度越高，则波形相关系数越接近1，相似程度越低，则波形相关系数越接近于0。波形相关系数为负，则表示两段波形的负相似程度，即波形反相后的相似程度，波形相关系数越接近-1，则两段波形负相似程度越高，波形相关系数越接近于0，则两段波形负相似程度越低。电压补偿逆变器中某IGBT发生开路故障后，对应的负载电压波会严重畸变，与额定目标电压波相差极大，通过波形相似系数可以判别对应的IGBT是否发生开路故障。基于上述原理，诊断方法为通过测量出混合式配电变压器二次侧负载电压值，通过比较测量出的实际电压与负载额定目标电压的相似程度，从而实时判断并定位电压补偿逆变器中发生开路故障的功率器件。
具体的电压补偿逆变器开路故障诊断步骤为：
电压传感器测量三相混合式配电变压器二次侧负载的电压；
在一工频周期时间段内，分别提取负载各相测量电压的正半周和负半周电压波；
对应时间段内，分别提取负载各相额定目标电压的正半周和负半周电压波；
分别计算负载各相测量电压和额定目标电压正负半周电压波的相关系数；
将相关系数与阈值进行对比，判别各相关系数所对应的IGBT是否发生开路故障；
若发生故障，发出故障信号，闭合故障管对应的继电器，进行容错控制，排除故障后，重复执行判断步骤；
若未发生故障，重复执行判断步骤。
更为具体的步骤如下：
(1)负载电压传感器V(Va，Vb，Vc)分别测量负载A、B、C三相的相电压，将测量得到的各相相电压通过A/D转换器送进混合式配电变压器的控制器。同时波形生成器生成负载侧三相额定相电压波形，由于标准要求配电变压器二次侧的线电压要求稳定在400V，所以要求混合式配电变压器通过电压补偿逆变器进行控制，将负载三相相电压稳定400/√3V，故波形生成器生成额定电压为400/√3V的三相正弦电压波，初相角根据用户需求设置。将波形生成器生成的额定目标电压波形也通过A/D转换器送进混合式配电变压器的控制器。
(2)在混合式配电变压器的控制器中，通过相关程序分别提取出一个周期时间段内负载测量电压A、B、C三相的正半周和负半周电压波(Vsca，Vscb，Vscc，Vxca，Vxcb，Vxcc)以及负载额定目标电压A、B、C三相的正半周和负半周电压波(Vsea，Vseb，Vsec，Vxea，Vxeb，Vxec)。
(3)在控制器中，利用波形相关系数计算程序，分别计算出负载各相测量电压和额定目标电压正负半周电压波(Vsca-Vsea，Vscb-Vseb，Vscc-Vsec，Vxca-Vxea，Vxcb-Vxeb，Vxcc-Vxec)的相关系数(Rsa，Rsb，Rsc，Rxa，Rxb，Rxc)，这六个波形相关系数分别与电压补偿逆变器的六个IGBT对应(Rsa-Vtsa，Rsb-Vtsb，Rsc-Vtsc，Rxa-Vtxa，Rxb-Vtxb，Rxc-Vtxc)。具体的计算程序能够通过调用相关函数xcorr计算出两段波形的波形相关系数。
(4)将在一个工频周期时间段内计算得到的六个波形系数(Rsa，Rsb，Rsc，Rxa，Rxb，Rxc)分别与给定的阈值R比较，如果波形系数大于阈值，则判定IGBT正常，如果波形系数小于阈值，则判定对应的IGBT发生开路故障，并给出故障信号。阈值R根据较多实际的故障数据以及系统参数总结后设定。
具体判定内容如下：
如果Rsa>R，则电压补偿逆变器中的Vtsa正常，否则Vtsa发生开路故障。
如果Rsb>R，则电压补偿逆变器中的Vtsb正常，否则Vtsb发生开路故障。
如果Rsc>R，则电压补偿逆变器中的Vtsc正常，否则Vtsc发生开路故障。
如果Rxa>R，则电压补偿逆变器中的Vtxa正常，否则Vtxa发生开路故障。
如果Rxb>R，则电压补偿逆变器中的Vtxb正常，否则Vtxb发生开路故障。
如果Rxc>R，则电压补偿逆变器中的Vtxc正常，否则Vtxc发生开路故障。
(5)如果IGBT发生开路故障，需要控制对应的继电器闭合，用对应的备用IGBT旁路故障IGBT，使电压补偿逆变器迅速恢复正常运行。由于逆变器中同时有两个IGBT发生开路故障的几率比较低，因此本发明中详细叙述只有一个IGBT开路故障时的具体容错步骤。如果考虑同时有两个发生开路故障的IGBT，当一个故障IGBT处于上桥臂另一个IGBT处于下桥臂时，只需上下桥臂各接一个备用IGBT即可，当两个故障IGBT同时位于上桥臂或同时处于下桥臂时，只需按同样的方式在上下桥臂再各增加一个备用IGBT即可。进一步的，如果三个故障IGBT易于同时位于上桥臂或同时处于下桥臂时，上、下桥臂的IGBT则可备用为三个。
IGBT开路故障时的具体容错步骤如下：
Vtsa发生开路故障，控制继电器Ksa闭合，接入备用IGBT-Vts。
Vtsb发生开路故障，控制继电器Ksb闭合，接入备用IGBT-Vts。
Vtsc发生开路故障，控制继电器Ksc闭合，接入备用IGBT-Vts。
Vtxa发生开路故障，控制继电器Kxa闭合，接入备用IGBT-Vtx。
Vtxb发生开路故障，控制继电器Kxb闭合，接入备用IGBT-Vtx。
Vtxc发生开路故障，控制继电器Kxc闭合，接入备用IGBT-Vtx。
(6)如果IGBT没有发生开路故障，则重新回到步骤(2)继续进行开路故障诊断。
为实现上述方法，本发明还公开了一种混合式配电变压器电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制装置，包括了数据采集模块、诊断模块和容错执行模块：
数据采集模块，用于采集负载电压波形数据，利用电压传感器检测并输出实际负载电压，利用波形生成器生成负载的额定目标电压波形。
诊断模块，用于提取负载电压波形，计算相关系数，判断电压补偿逆变器中各功率器件IGBT是否发生开路故障，若发生故障，生成对应故障信号，并显示；
容错执行模块，用于旁路发生开路故障的IGBT，接入备用IGBT。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，测量三相混合式配电变压器二次侧负载的电压，从测量的电压中提取出测量正半周电压波和测量负半周电压波；获取二次侧负载的额定目标正半周电压波和额定目标负半周电压波；
步骤2，通过测量正半周电压波和额定目标正半周电压波计算出正半周电压波的相关系数，通过测量负半周电压波和额定目标负半周点电压波计算出负半周电压波的相关系数；将正半周电压波的相关系数以及负半周电压波的相关系数分别与阈值比较，判断电压补偿逆变器中的IGBT开关是否发生开路故障，如果没有发生故障，则重复步骤1和步骤2，如果发生开路故障执行步骤3；
步骤3，闭合电压补偿逆变器中故障的IGBT开关对应的继电器，连通一个备用的IGBT开关，进行容错控制，排除故障后，重复步骤1。
2.根据权利要求1所述的一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法，其特征在于，步骤1中，通过波形生成器生成二次侧负载的三相额定相电压波形；所述三相额定电压为400/√3V。
3.根据权利要求1所述的一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法，其特征在于，步骤1中，通过三个电压传感器分别实时测量二次侧负载的三相电压。
4.根据权利要求1所述的一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法，其特征在于，步骤2中，如果每一个波形系数大于阈值，则电压补偿逆变器中的IGBT开关正常，否则发生故障。
5.根据权利要求1所述的一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法，其特征在于，步骤2中，正半周电压波的相关系数和负半周电压波的相关系数计算时间的为一个工频周期时间段。
6.根据权利要求1所述的一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法，其特征在于，步骤3中，当闭合故障的IGBT开关位于上桥臂时，上桥臂的对应继电器闭合，上桥臂的备用IGBT运行；当闭合故障的IGBT开关位于下桥臂时，下桥臂的对应继电器闭合，下桥臂的备用IGBT运行。
7.根据权利要求1所述的一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制方法，其特征在于，步骤3中，当闭合故障的两个IGBT同时位于上桥臂时，在上桥臂增加备用IGBT。
8.一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于测量三相混合式配电变压器二次侧负载的电压，从测量的电压中提取出测量正半周电压波和测量负半周电压波；获取二次侧负载的额定目标正半周电压波和额定目标负半周电压波；
诊断模块，通过测量正半周电压波和额定目标正半周电压波计算出正半周电压波的相关系数，通过测量负半周电压波和额定目标负半周点电压波计算出负半周电压波的相关系数；将正半周电压波的相关系数以及负半周电压波的相关系数分别与阈值比较，判断电压补偿逆变器中的IGBT开关是否发生开路故障，如果没有发生故障，则重复数据采集模块和诊断模块；
容错执行模块，用于闭合故障的IGBT开关对应的继电器，进行容错控制，排除故障后，重复数据采集模块。
9.一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制系统，其特征在于，包括三相三绕组主变压器，所述三相三绕组主变压器的一次侧和配电网连接，三相三绕组主变压器的二次侧负载供电绕组连接有负载及电压补偿逆变器，负载和电压补偿逆变器串联；三相三绕组主变压器的电网侧电流补偿辅助绕组连接有电流补偿逆变器，所述电压补偿逆变器和电流补偿逆变器共用同一个直流母线；
所述电压补偿逆变器的每一相由两个IGBT串联组成，每两个串联的IGBT的中点之间设置有引出线，每一个引出线连接有两个并联的继电器，共三组继电器；每一组继电器中有一个继电器的终端共同连接于上连接点，所述上连接点和上桥臂对应的备用IGBT开关连接；每一个组继电器中剩余的一个继电器的终端共同连接于下连接点，所述下连接点和下桥臂对应的备用IGBT开关连接。
10.根据权利要求9所述的一种电压补偿逆变器开路故障诊断及容错控制系统，其特征在于，所述电流补偿逆变器由IGBT组成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20220371444A1 (en) * 2019-11-22 2022-11-24 AKM Arafat Fault tolerant inverter for partial phase loss in multi-phase machines
US12017544B2 (en) * 2019-11-22 2024-06-25 Cummins Inc. Fault tolerant inverter for partial phase loss in multi-phase machines

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