直流配電系統SRDAB接口變換器的復合容錯控制方法

潘羿威, 張承慧, 杜李楊, 陳阿蓮, 何晉偉

(1. 電力電子節能技術與裝備教育部工程研究中心, 山東大學, 山東省濟南市 250061;2. 智能電網教育部重點實驗室, 天津大學, 天津市 300072)

0 引言

隨著智能電網及其相關技術的發展,在直流輸配電、分布式發電等場合,高性能隔離直流變換器獲得了廣泛關注,成為提高電網智能化水平的重要設備[1-11]。另一方面,隨著電力電子變換器的大規模應用,直流變換器的可靠性對配電網的運行安全帶來了巨大挑戰。因此,近年來電力電子變換器的可靠性、故障診斷和容錯控制逐漸成為研究熱點[12-20]。特別是對于應用于配電網的大功率電力電子設備,因其通常具有數量龐大的器件,其可靠性和穩定運行至關重要[4,12-20]。

引發電力電子設備故障的原因非常復雜,但據調研,約58%的電力電子設備故障是由開關器件及其驅動失效引起。針對這一類故障,傳統的研究將其分為開路型和短路型。相比短路型故障會瞬間觸發設備過流保護[12-15],開路型故障一般不會瞬間觸發保護,但會引起其他二次故障,降低設備性能[12-15]。因此,圍繞電力電子設備的開路型故障辨識及開路故障下的容錯控制,近年來已有大量研究報道[12-15,18-19]。

直流配電網接口變換器可靠性提升的關鍵技術是對其基本單元——DC/DC變換器的故障辨識和容錯控制。其中,串聯諧振型雙有源橋(series resonant dual active bridge,SRDAB)是一種較新穎的直流配電網功率變換設備,因其零電流開關(ZCS)、控制簡單等優越特性,被認為是適用于中低壓直流配電網隔離變換器的首選拓撲[2-6,16-17]。……