新型三相三电平光伏逆变器开路故障检测与容错控制的研究

为提高三电平光伏逆变器运行的可靠性,提出基于改进型电流流通路径开路故障检测和电压空间矢量冗余容错控制方法。首先,以三相三电平光伏逆变器拓扑结构为基础,详细地分析了各部分功率器件发生开路故障后电路电流流通路径,利用流过钳位二极管和负载的电流以及开关器件的切换状态进行故障检测,通过短时间内注入欠励磁无功电流对故障类型进行分类。然后,从理论上探索不同位置的功率器件发生开路故障后逆变器电压空间矢量的变化情况。根据逆变器故障后电压空间矢量的分布规律和逆变器自身的冗余矢量完成容错控制。提出的方法无需额外的硬件成本和复杂的计算,故障检测和容错控制速度快。最后,搭建一台额定功率为10 kW的样机验证提出方法的有效性和可靠性。