三电平单元电力电子变压器容错运行技术

基于三电平单元的电力电子变压器具有功率模块少、功率密度高等优点，在数据中心不间断电源、铁路配电系统、超级充电站等场景中应用前景广阔。然而，电力电子变压器中开关器件多，器件故障引发的故障模块切除动作将导致系统容量损失，易引发系统失稳、故障越界等问题。针对该问题，文中提出了一种基于故障模块、故障相与非故障相协同的三电平容错运行技术。首先，采用开关组合列举法分析了不同故障类型下三电平单元H桥的共性故障结果，并基于部分器件旁路实现了故障模块重构和容错运行。其次，提出了相内协同控制策略，实现了故障模块电容电压的稳定与均压控制，并通过相间协同控制实现线电压平衡，共同保障电路正常运行。最后，针对不同故障结果提出具体的容错控制方法，并通过仿真验证了所提容错方法的有效性。仿真结果证明了容错控制下电力电子变压器能稳定运行。