MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法，涉及柔性直流输电技术领域。现有的MMC柔性直流换流阀IGBT监测系统大多通过关断电压电流电阻及结温等表征参数并通过专家诊断系统进行IGBT健康状态，计算及专家诊断系统的训练相对较多较复杂。本方法根据IGBT两端的电压、流过IGBT的电流以及IGBT门极电压计算关断时间，并通过专家诊断系统进行健康状态的判断。通过选取IGBT关断延时时间作为IGBT健康状态的表征量，减少了计算量和专家诊断系统的学习训练量，能有效简化MMC柔直换流IGBT健康状态的诊断。简化MMC柔直换流IGBT健康状态的诊断。简化MMC柔直换流IGBT健康状态的诊断。

【技术实现步骤摘要】
MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法


[0001]本专利技术涉及柔性直流输电
，尤其涉及MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法。

技术介绍

[0002]目前，基于MMC的柔性直流输电工程运行过程中，每一个桥臂往往是由上百个子模块串联组成。MMC柔性直流输电换流阀中IGBT数目众多，而且IGBT作为换流阀的核心器件，其健康状态关系着换流阀正常运行。IGBT健康状态表征量众多，很多特征量不能有效判断IGBT健康状态。现有的监测系统大多通过关断电压电流电阻及结温等表征参数并通过专家诊断系统进行IGBT健康状态，计算及专家诊断系统的训练相对较多较复杂。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法，以简化MMC柔直换流IGBT健康状态的诊断为目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。
[0004]一种MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法，所述的监测系统包括阀控系统、子模块控制器和MMC换流阀子模块，子模块包括电源、电容、放电电阻、IGBT及其对应的驱动器，IGBT驱动器设有检测IGBT两端电压、流过IGBT电流以及IGBT门极电压的电路，子模块控制器将阀控系统与IGBT驱动器连接在一起，阀控系统内包含经过训练的专家诊断系统，在线监测方法包括以下步骤：
[0005]1)子模块控制器接收阀控系统的指令，同时将接收到的指令下发给IGBT驱动器；
[0006]2)驱动器收到关断IGBT指令后，开始采集流过IGBT的电流Icmax，在关断过程中实时采集IGBT门极电压Vge和流过IGBT的电流Ic，以及IGBT关断后IGBT两端的电压Vce；
[0007]3)IGBT驱动器计算IGBT的关断延时时间Tdoff；
[0008]4)IGBT驱动器将Tdoff、Vce和Icmax上传给子模块控制器，子模块控制器将其上传给阀控系统；
[0009]5)阀控系统接收MMC换流阀所有IGBT的Tdoff、Vce和Icmax信息；
[0010]6)阀控系统根据专家诊断系统内的数据库匹配模块上传关于IGBT的Tdoff、Vce和Icmax判定IGBT的健康状态。本方法通过选取IGBT关断延时时间作为IGBT健康状态的表征量，减少了计算量和专家诊断系统的学习训练量，能有效简化MMC柔直换流IGBT健康状态的诊断。
[0011]作为优选技术手段：步骤3)中，IGBT的关断延时时间Tdoff的计算方法是从门极电压Vge为额定值的90％至Ic下降至Icmax的90％。实现IGBT的关断延时时间Tdoff的计算。
[0012]作为优选技术手段：所述的阀控系统的专家诊断系统包含IGBT在不同电流、不同电压条件下的关断延时时间数据，并且该专家诊断系统经过深度学习及自主训练。通过内置数据和深度学习训练，可以准确地实现诊断判断。
[0013]作为优选技术手段：阀控系统的专家诊断系统根据IGBT的关断机理和疲劳机理以及导入的测试数据进行训练，所述的疲劳机理为在同等条件下，IGBT关断延时越长，IGBT疲劳越厉害。根据IGBT的关断机理和疲劳机理进行的针对性训练，可以实现更精确的诊断判断。
[0014]有益效果：本方法通过选取IGBT关断延时时间作为IGBT健康状态的表征量，并根据IGBT的关断机理和疲劳机理进行的针对性深度学习训练，减少了计算量和专家诊断系统的学习训练量，能有效简化MMC柔直换流IGBT健康状态的诊断。
附图说明
[0015]图1是监测系统原理示意图。
[0016]图2是本专利技术流程示意图。
[0017]图3是IGBT关断过程示意图。
[0018]图4是MMC柔性直流输电换流阀半桥子模块原理图。
[0019]图5是MMC柔性直流输电换流阀全桥子模块原理图。
具体实施方式
[0020]以下结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。
[0021]如图1所示，MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统，包括阀控系统、子模块控制器SCE和MMC换流阀子模块，MMC换流阀子模块包括电源DY、电容C、放电电阻R、IGBTS1和IGBTS2及其对应的驱动器，IGBT驱动器设有检测IGBT两端电压、流过IGBT电流以及IGBT门极电压的电路，子模块控制器将阀控系统与IGBT驱动器连接在一起，阀控系统内包含经过训练的专家诊断系统，如图2所示，在线监测方法包括以下步骤：
[0022]S1)子模块控制器接收阀控系统的指令，同时将接收到的指令下发给IGBT驱动器；
[0023]S2)驱动器收到关断IGBT指令后，开始采集流过IGBT的电流Icmax，在关断过程中实时采集IGBT门极电压Vge和流过IGBT的电流Ic，以及IGBT关断后IGBT两端的电压Vce,IGBT关断过程如图3所示；
[0024]S3)IGBT驱动器计算IGBT的关断延时时间Tdoff；
[0025]S4)IGBT驱动器将Tdoff、Vce和Icmax上传给子模块控制器，子模块控制器将其上传给阀控系统；
[0026]S5)阀控系统接收MMC换流阀所有IGBT的Tdoff、Vce和Icmax信息；
[0027]S6)阀控系统根据专家诊断系统内的数据库匹配模块上传关于IGBT的Tdoff、Vce和Icmax判定IGBT的健康状态。
[0028]为了实现IGBT的关断延时时间Tdoff的计算，步骤S3)中，IGBT的关断延时时间Tdoff的计算方法是从门极电压Vge为额定值的90％至Ic下降至Icmax的90％。实现IGBT的关断延时时间Tdoff的计算。
[0029]为了准确地实现诊断判断，所述的阀控系统的专家诊断系统包含IGBT在不同电流、不同电压条件下的关断延时时间数据，并且该专家诊断系统经过深度学习及自主训练。通过内置数据和深度学习训练，可以准确地实现诊断判断。
[0030]为了实现更精确的诊断判断，阀控系统的专家诊断系统根据IGBT的关断机理和疲
劳机理以及导入的测试数据进行训练，所述的疲劳机理为在同等条件下，IGBT关断延时越长，IGBT疲劳越厉害。根据IGBT的关断机理和疲劳机理进行的针对性训练，可以实现更精确的诊断判断。
[0031]本方法通过选取IGBT关断延时时间作为IGBT健康状态的表征量，减少了计算量和专家诊断系统的学习训练量，能有效简化MMC柔直换流IGBT健康状态的诊断。
[0032]对应的子模块不限于如图4所示的半桥子模块和如图5所示的全桥子模块，还适用于现有技术中其他各种整流模块以及相应的变形结构。
[0033]以上图1
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5所示的MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法是本专利技术的具体实施例，已经体现出本专利技术突出的实质性特点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.MMC柔性直流换流阀IGBT健康状态监测系统的在线监测方法，所述的监测系统包括阀控系统、子模块控制器和MMC换流阀子模块，子模块包括电源、电容、放电电阻、IGBT及其对应的驱动器，IGBT驱动器设有检测IGBT两端电压、流过IGBT电流以及IGBT门极电压的电路，子模块控制器将阀控系统与IGBT驱动器连接在一起，阀控系统内包含经过训练的专家诊断系统，其特征在于在线监测方法包括以下步骤：1)子模块控制器接收阀控系统的指令，同时将接收到的指令下发给IGBT驱动器；2)驱动器收到关断IGBT指令后，开始采集流过IGBT的电流Icmax，在关断过程中实时采集IGBT门极电压Vge和流过IGBT的电流Ic，以及IGBT关断后IGBT两端的电压Vce；3)IGBT驱动器计算IGBT的关断延时时间Tdoff；4)IGBT驱动器将Tdoff、Vce和Icmax上传给子模块控制器，子模块控制器将其上传给阀控系统；5)阀控系统接收MMC换流阀所有IGBT的T...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘黎，王勇，桑清城，詹志雄，李剑波，袁杰，赵勋范，段天元，甘纯，张引贤，刘静一，冯敏，俎立峰，董朝阳，周辉，杨丰源，李文雅，慕小乐，赵洋洋，滕林阳，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司舟山供电公司，
类型：发明
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