ＤＯＩ：１０．１２１５８／ｊ．２０９６⁃３２０３．２０２３．０２．００７２０２３年３月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４２卷第２期基于龙伯格观测器的ＭＭＣ子模块故障检测方法李群１，林金娇１，邓富金２，周琦１，陈双锋２（１．国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏南京２１１１０３；２．东南大学电气工程学院，江苏南京２１００９６）摘要：模块化多电平换流器（ｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＭＭＣ）由大量子模块（ｓｕｂｍｏｄｕｌｅ，ＳＭ）串联构成，是高压大功率领域最有发展潜力的变换器之一。ＳＭ功率开关开路故障和短路故障严重影响了ＭＭＣ的可靠性，给ＭＭＣ稳定运行带了巨大挑战。因此，为了快速地检测出故障ＳＭ，文中提出一种基于龙伯格观测器的ＳＭ功率开关故障检测方法。首先，分析ＳＭ故障特性，根据ＳＭ电容电压变化的数学关系，建立龙伯格观测器模型；然后，通过龙伯格观测器计算ＳＭ电容电压估计值，比较电容电压估计值与测量值，实现ＳＭ功率开关故障检测；最后，在ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ中搭建ＭＭＣ系统仿真平台，并在实验室搭建ＭＭＣ实验平台进行验证。仿真和实验结果表明，龙伯格观测器能够准确有效地检测出ＳＭ开路故障和短路故障，验证了该故障检测方法的可行性与有效性，但要对每个ＳＭ进行监测。关键词：模块化多电平换流器（ＭＭＣ）；子模块故障；故障检测；故障定位；龙伯格观测器；电容电压中图分类号：ＴＭ７３文献标志码：Ａ文章编号：２０９６⁃３２０３（２０２３）０２⁃００５８⁃０９收稿日期：２０２２⁃０９⁃１７；修回日期：２０２２⁃１２⁃２２基金项目：国家重点研发计划资助项目（２０２１ＹＦＢ２５０１６００）０引言模块化多电平换流器（ｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎ⁃ｖｅｒｔｅｒ，ＭＭＣ）凭借优良的输出电压波形和极高的传输效率，在高压、大功率场景应用中广受青睐［１⁃４］。ＭＭＣ包含大量的子模块（ｓｕｂｍｏｄｕｌｅ，ＳＭ），而每个ＳＭ包含了若干绝缘栅双极型晶体管（ｉｎｓｕｌａｔｅｄｇａｔｅｂｉｐｏｌａｒｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＩＧＢＴ）［５⁃７］，数目庞大的电力电子器件投入使用导致系统发生故障的概率增加［８⁃１０］，影响ＭＭＣ稳定运行。因此，有必要快速检测出ＳＭ中ＩＧＢＴ故障。目前，ＳＭ故障诊断集成于每个ＳＭ控制单元中，与操作电源等多种电源共用...
