潘羿威, 张承慧, 杜李杨, 陈阿莲, 何晋伟

(1. 电力电子节能技术与装备教育部工程研究中心, 山东大学, 山东省济南市 250061;2. 智能电网教育部重点实验室, 天津大学, 天津市 300072)

0 引言

随着智能电网及其相关技术的发展,在直流输配电、分布式发电等场合,高性能隔离直流变换器获得了广泛关注,成为提高电网智能化水平的重要设备[1-11]。另一方面,随着电力电子变换器的大规模应用,直流变换器的可靠性对配电网的运行安全带来了巨大挑战。因此,近年来电力电子变换器的可靠性、故障诊断和容错控制逐渐成为研究热点[12-20]。特别是对于应用于配电网的大功率电力电子设备,因其通常具有数量庞大的器件,其可靠性和稳定运行至关重要[4,12-20]。

引发电力电子设备故障的原因非常复杂,但据调研,约58%的电力电子设备故障是由开关器件及其驱动失效引起。针对这一类故障,传统的研究将其分为开路型和短路型。相比短路型故障会瞬间触发设备过流保护[12-15],开路型故障一般不会瞬间触发保护,但会引起其他二次故障,降低设备性能[12-15]。因此,围绕电力电子设备的开路型故障辨识及开路故障下的容错控制,近年来已有大量研究报道[12-15,18-19]。

直流配电网接口变换器可靠性提升的关键技术是对其基本单元——DC/DC变换器的故障辨识和容错控制。其中,串联谐振型双有源桥(series resonant dual active bridge,SRDAB)是一种较新颖的直流配电网功率变换设备,因其零电流开关(ZCS)、控制简单等优越特性,被认为是适用于中低压直流配电网隔离变换器的首选拓扑[2-6,16-17]。……