三相五电平MMC的IGBT故障诊断与定位仿真研究：基于桥臂电流与子模块电容电压状态观测器的快速...

三相五电平MMC的IGBT故障诊断及定位仿真 可 基于桥臂电流和子模块电容电压的状态观测器故障诊断模型能够迅速定位单管故障 1.子模块个数N4五电平MMC直流侧电压Udc700V交流侧电压380V 2.锁相环采用基于DSOGI正负序分离的锁相环能够快速、准确的锁相 2.控制器采用双闭环控制外环控制有功功率采用PI调节器电流内环采用PI调节器 3.环流抑制采用PIR控制能够抑制环流二倍频分量 4.调制方式载波层叠PWM调制方式PD-PWP) 5.均压排序排序算法判断桥臂电流方向确定投入切除 仿真结果1.输出功率能够稳定在2kW和10kW之间无功稳定在0Var 2.网侧电压电流波形均为对称的三相电压和三相电流波形并网电流THD2.74%3%满足并网要求 3.环流抑制后桥臂电流得到明显改善桥臂电流中二倍频谐波含量明显得到抑制 4.电容电压均压效果完美。 波形质量好 matlab版本为2022b 可转以下版本 联系即可邮件发送最近在搞MMC的故障诊断仿真发现三相五电平结构挺有意思。直接拿了个N4子模块的模型开刀直流侧怼上700V交流侧挂380V电网。这里有个骚操作——用桥臂电流和电容电压做状态观测器专门逮IGBT的幺蛾子。举个例子当某管子炸了观测器预测值和实际值偏差立马报警比保安大爷查健康码还快。先看锁相环这里没用传统方案直接上DSOGI正负序分离。代码里这段挺直观% DSOGI-PLL核心实现 alpha 0.7; % 阻尼系数 k 1.414; % 增益系数 v_alpha grid_voltage(:,1); v_beta grid_voltage(:,2); // 正交信号生成模块 qv (alpha*k*v_beta - qv_prev)/Ts;这玩意儿抗电网畸变能力堪比金钟罩实测锁相误差能压到0.5度以内。控制器玩的是双闭环套路外环PI控有功内环PI追电流。不过要注意个细节——有功功率环的积分时间得比电流环大个数量级不然系统就跟喝高似的乱抖。三相五电平MMC的IGBT故障诊断及定位仿真 可 基于桥臂电流和子模块电容电压的状态观测器故障诊断模型能够迅速定位单管故障 1.子模块个数N4五电平MMC直流侧电压Udc700V交流侧电压380V 2.锁相环采用基于DSOGI正负序分离的锁相环能够快速、准确的锁相 2.控制器采用双闭环控制外环控制有功功率采用PI调节器电流内环采用PI调节器 3.环流抑制采用PIR控制能够抑制环流二倍频分量 4.调制方式载波层叠PWM调制方式PD-PWP) 5.均压排序排序算法判断桥臂电流方向确定投入切除 仿真结果1.输出功率能够稳定在2kW和10kW之间无功稳定在0Var 2.网侧电压电流波形均为对称的三相电压和三相电流波形并网电流THD2.74%3%满足并网要求 3.环流抑制后桥臂电流得到明显改善桥臂电流中二倍频谐波含量明显得到抑制 4.电容电压均压效果完美。 波形质量好 matlab版本为2022b 可转以下版本 联系即可邮件发送环流抑制这块上了PIR控制器专治二倍频不服。看这段实现% 二倍频环流抑制 w0 2*pi*100; % 基频100Hz Kp 0.5; Ki 20; Kr 15; // PIR传递函数实现 G_pir Kp Ki/s Kr*s/(s^2 w0^2);实测抑制后桥臂电流THD从8%干到2%以内效果堪比美颜滤镜。调制方案选的载波层叠PD-PWM四个子模块的载波相位差着90度排开。关键在均压算法——不仅要看电容电压排序还得结合桥臂电流方向。代码里这个排序函数贼重要function [insert_list] voltage_balance(sm_voltages, arm_current) [~, idx] sort(sm_voltages, descend); if arm_current 0 insert_list idx(1:2); // 充电时投入低压模块 else insert_list idx(end-1:end); // 放电时投入高压模块 end end这算法让电容电压波动控制在±3V以内比强迫症整理衣柜还整齐。仿真跑下来10kW满载时并网电流THD才2.74%波形干净得能当示波器广告。故障注入测试更带劲——随便找个IGBT设置开路故障观测器2ms内准确定位故障子模块比X光还利索。最后说下版本问题这个2022b建的模型实测2018a往后都能跑。不过要注意2020a之前得把parfor改成for别问我是怎么知道的...需要模型的老铁直接戳邮箱代码包里连奶茶钱都省了——毕竟仿真跑起来比喝奶茶还提神。