基于孪生模型的模块化多电平换流器保护

随着柔性直流输电技术的发展,模块化多电平换流器(MMC)由于其拓扑优势越来越受到关注。作为直流输电换流阀的主要元件,子模块与桥臂电抗器故障将对换流站安全稳定运行造成严重影响,现有差动保护均无法有效识别此类故障。文中提出了基于孪生模型的MMC保护原理,结合MMC的控制信息建立数字孪生模型,通过动态状态估计构建保护判据。所提保护方案能够准确检测MMC换流器故障,包括桥臂电抗器匝间短路故障、子模块开路故障及桥臂相间短路故障。根据保护动作类型提出两套保护判据。仿真结果表明,所提保护方案能够可靠地自适应辨识MMC区内故障,具有良好的速动性以及耐受过渡电阻能力。

三电平逆变器的功率管开路故障诊断

三电平变换器因其输出谐波小、开关应力低等优点而受到广泛关注,而对变换器故障情况的诊断处理是变换器能可靠、高效运行的前提。该文针对三电平变换器的拓扑,通过理论分析和仿真实验,对变换器中的各功率管开路故障诊断进行研究。以二极管钳位三电平半桥逆变器为例,分析三电平变换器在功率管开路下的电路工作情况及故障表现形式,并由此提出根据检测逆变器输出侧PWM电压和输出电流极性来诊断功率管开路故障的故障识别方案。最后通过仿真和实验验证该方法的正确性和有效性。该方法相对于已往的功率管开路故障诊断方法,具有诊断迅速、可靠性高的优点。

变流器开路故障下永磁直驱风电系统运行分析

变流器是永磁直驱风电系统中故障率最高的器件,文中针对变流器故障后系统运行特性的变化,在变流器数学模型的基础上,深入分析变流器中一个开关管发生开路故障后的工作情况。研究表明:一个开关管发生开路故障后系统可持续运行,但会影响该变流器的正常工作,引起对应侧电流波形畸变。在MATLAB/Simulink环境下建立永磁直驱风电系统模型,并搭建永磁直驱风力发电实验平台,分别在3种不同的开路故障下进行仿真和实验,围绕机侧和网侧电流、直流母线电压、有功输出比例、总谐波畸变率,评估故障对系统运行特性的影响。根据仿真和实验结果得出变流器开路故障特征:一个变流器的开路故障对另一侧的正常运行影响较小,但故障器件对应侧的相电流出现波形畸变。

一种基于谐波平面检测的五相电机驱动系统单相断相故障诊断方法

针对多相电机的故障诊断,提出一种基于谐波平面检测的五相电机单相断相故障诊断方法。将定子相电流进行克拉克变换得到三次谐波平面电流分量,进而经过滤波、归一化等运算提取出故障因子。通过故障因子阈值判别,结合三次谐波平面电流轨迹的位置角实现五相电机的单相断相故障诊断。最后,在多相电机驱动实验平台上进行了实验验证。实验结果表明,所提的故障诊断算法能够快速、准确地完成五相感应电机单相断相的故障诊断,并且在转速、负载瞬态扰动工况中表现出了强鲁棒性。