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申请/专利权人：中国科学院电工研究所

摘要：本发明提出一种提高输出线电压幅值的级联多电平变流器容错控制方法，即一种新型的基于固定削峰角的零序基波和三次谐波注入方法，包括：首先检测三相星接变流器是否有功率单元发生故障，当检测到有功率单元发生故障后，将故障单元旁路；判断旁路后变流器各相最大输出电压能否满足输出电压要求，根据判断结果调整非故障功率单元的调制度，从而保持三相输出线电压的平衡、保证变流器系统的容错运行。该发明旨在通过寻找最优削峰角抑制零序注入所导致的非故障相电压的提高，从而提高变流器故障运行时的输出线电压幅值、提高直流母线电压利用率、提高变流器系统的可靠性。

主权项：1.一种提高输出线电压幅值的级联多电平变流器容错控制方法，所述级联多电平变流器包括三相星接变流器，所述三相星接变流器每相串联多个功率单元，每个功率单元由三相全波整流桥、直流母线电容、H桥逆变桥及输出开关组成，当功率单元的输出开关处于第一位置时，该功率单元串联在主电路中，当功率单元的输出开关处于第二位置时，该功率单元被旁路，变流器的输出连接负载，其特征在于：首先检测所述三相星接变流器是否有功率单元发生故障，当检测到有功率单元发生故障后，将所述发生故障的功率单元旁路；判断故障的功率单元旁路后所述三相星接变流器各相最大输出电压能否满足输出要求，根据判断结果调整非故障的功率单元H桥逆变桥的功率器件的调制度，保持三相输出线电压的平衡从而保证变流器的可靠运行；调整功率单元调制度按下列顺序进行，计算将所述发生故障的功率单元旁路后所述三相星接变流器各相最大输出电压幅值Umax，并与目标幅值Uob进行比较，如果小于目标幅值Uob，则在原输出三相电压中注入基于固定削峰角的零序基波和三次谐波、调整功率单元功率器件的调制度，从而降低输出相电压的幅值；Umax如果不小于目标幅值Uob，则根据剩余正常工作模块的个数调整调制度；基于固定削峰角的零序电压注入计算方法为： （1） （2） （3）其中，为基波电压，a1为所注入基波电压的系数，为三次谐波电压，a3为所注入三次谐波电压的系数，θ=0.35π为固定削峰角，表示每14周期内，故障相电压在0.35π的角度内均维持在最大可输出电压，在这一削峰角下，故障相与非故障相电压的幅值相等点幅值最小，最大限度抑制零序注入所导致的非故障相电压的提高；Amp为故障相可输出最大电压幅值与未发生故障时输出相电压幅值之比的校正值，a1和a3的表达式由叠加无穷多次谐波的傅里叶级数公式计算得到，校正值Amp的计算方法为：Amp0为故障相输出最大电压幅值与未发生故障时输出相电压幅值之比；Amp1=Amp0+d,其中d为校正步长；将Amp0和Amp1分别代入上述零序电压注入方法，分别求得a10、a30和a11、a31，进而分别得到零序注入电压u00和u01，将零序电压与故障相电压叠加分别得到注入后的故障相电压幅值Up0和Up1；利用Amp0,Up0和Amp1,Up1两点做一元线性回归拟合得到Upx=k·Ampx+b，其中k为一次函数的斜率，b为一次函数的截距；则Amp=Amp0-bk+σ,其中σ为校正系数。

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