靖永志， 廖珍贞， 龚倩文， 钱程， 彭涛， 张晨昊

(1.西南交通大学 磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室， 成都 611756；2.西南交通大学 电气工程学院，成都 611756)

0 引 言

基于电压源型换流器的输电(voltage source converter based high voltage direct current，VSC-HVDC)系统具有可实现有功无功独立控制、可向无源网络供电以及潮流反转方便可靠等优点[1-2]，在可再生能源并网、孤岛供电等领域具有广阔的应用前景[3-4]。换流器作为VSC-HVDC系统的核心设备，承担着交直流变换的重要功能，然而由于换流器长期工作在高功率和强电磁干扰的环境下，其核心组成元件IGBT开关管易发生开路故障。IGBT开路故障虽不会导致VSC-HVDC系统立即崩溃停运，但将引起系统的电压或者电流失真，导致正常的IGBT开关管或者换流站内其它设备过载，从而可能引发二次故障，严重时可能导致VSC-HVDC系统停运[5]。因此，有必要研究VSC-HVDC换流器IGBT的开路故障诊断算法，以提高对VSC-HVDC系统的运营维护效率，从而保障设备安全以及VSC-HVDC系统的可靠稳定运行。

国内外学者在IGBT开路故障诊断方面开展了大量的研究，文献[6-8]分别采用神经网络、支持向量机等人工智能算法对换流器IGBT的开路故障进行了诊断。但该类诊断算法的准确性依赖于大量的样本数据，而且计算复杂，计算成本较高，在线实现难度较大。为了克服人工智能算法在IGBT故障诊断方面的不足，文献[9]建立了逆变器-电机的混杂系统模型，实现了对电力机车牵引逆变器IGBT的开路故障诊断；文献[10]分析了IGBT开路故障的电流矢量的瞬时频率和瞬时角度特征，并基于此设计了三相逆变器IGBT的开路故障诊断算法；……