柔性直流輸電功率模塊電容的在線監(jiān)測(cè)

任成林，周競(jìng)宇，翁海清，王國(guó)強(qiáng)

(1. 中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司，廣州510620；2. 榮信匯科電氣技術(shù)有限責(zé)任公司，遼寧 鞍山114051)

0 引言

模塊化多電平拓?fù)涞娜嵝灾绷鬏旊娋哂休敵鲋C波小、功率因數(shù)快速可控、沒有接入系統(tǒng)短路比限制等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在輸電領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用。典型柔性直流系統(tǒng)中，一個(gè)橋臂由數(shù)百個(gè)功率模塊串聯(lián)而成，功率模塊的可靠性直接決定了柔性直流系統(tǒng)的可靠性[1 - 3]。為了提高系統(tǒng)可靠性，需要對(duì)柔性直流功率模塊的健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并盡量在柔性直流功率模塊發(fā)生故障前提前預(yù)警，減少故障停運(yùn)的幾率。柔性直流功率模塊主要包括：直流電容、功率半導(dǎo)體開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)、高位取能電源、二次板卡等，本文將探討在閥控中通過日常運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)柔性直流功率模塊直流電容的容量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方法，以便進(jìn)一步通過統(tǒng)計(jì)方法發(fā)現(xiàn)電容容量隨時(shí)間的明顯變化，對(duì)功率模塊的可能故障進(jìn)行提前預(yù)警，并為柔性直流系統(tǒng)的計(jì)劃?rùn)z修提供重點(diǎn)關(guān)注目標(biāo)。

柔性直流工程中采用的電容大都是干式無(wú)油電容，內(nèi)部采用國(guó)際通用的金屬化聚丙烯薄膜。電容內(nèi)部填充聚氨酯，外部采用不銹鋼外殼，具有自愈性：即便發(fā)生局部電壓擊穿，擊穿點(diǎn)附近的金屬化電極會(huì)被迅速汽化，在擊穿點(diǎn)周圍形成絕緣圈，從而可以限制故障擴(kuò)大，保持電容的正常工作。在這個(gè)過程中，薄膜電容會(huì)損失微小的電容量，隨著這種擊穿點(diǎn)的增多，其容量將逐漸減小，直到電容失效[4]。另外，由于內(nèi)部電介質(zhì)的退化而導(dǎo)致的電容老化，也表現(xiàn)為電容容量逐步降低及等效串聯(lián)電阻逐步增大。但由于薄膜電容的等效串聯(lián)電阻明顯低于電解電容，實(shí)用中測(cè)量困難，因此一般用其容量的衰減作為薄膜電容的健康狀態(tài)指標(biāo)，典型認(rèn)為容量衰減2%～5%時(shí)，電容到達(dá)了其使用壽命[5]。

為了測(cè)量電容的等效參數(shù)，包括電容容量和等效串聯(lián)電阻，目前主要的方法大都是依靠測(cè)量電容的端電壓、流過的電流，并在此基礎(chǔ)上估算電容的參數(shù)。顯然，首先必須對(duì)電容進(jìn)行激勵(lì)，主要的方案有以下3種。

1)為了估算電容參數(shù)，額外注入特定頻率的正弦信號(hào)，包括高頻信號(hào)[6 - 7]和低頻信號(hào)[8 - 10]；

2)設(shè)計(jì)出特定的充電或放電過程，進(jìn)行電容參數(shù)估算[4, 11 - 14]；

3)換流器進(jìn)行PWM調(diào)制，依靠功率器件開關(guān)所產(chǎn)生開關(guān)頻率信號(hào)[3 - 4, 15 - 17]。

獲得了包括激勵(lì)信號(hào)的電容端電壓和電流之后，進(jìn)行電容參數(shù)估算的主要算法有以下4種。

1)直接計(jì)算法，包括用FFT求出特定頻率的電壓電流正弦向量進(jìn)行計(jì)算[6 - 7, 15, 17]，或擬合出充放電過程的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行直接計(jì)算[4]。

2)基于電路的時(shí)域模型，用最小二乘法進(jìn)行參數(shù)估算。這必然涉及對(duì)電路中電壓或電流的1、2階導(dǎo)數(shù)計(jì)算，主要方法包括：用帶通濾波器對(duì)電壓電流進(jìn)行預(yù)處理[8 - 10]，用多項(xiàng)式函數(shù)對(duì)電壓電流波形進(jìn)行擬合[11]。

3)基于電路的離散時(shí)間模型，直接用最小二乘法進(jìn)行參數(shù)估算[4, 12, 13, 16]。

4)以及基于測(cè)量數(shù)據(jù)和電流模型的對(duì)比，用非線性優(yōu)化方法[14]或Kalman濾波方法[17]進(jìn)行參數(shù)估算。

上述方法中，依靠額外注入特定頻率激勵(lì)信號(hào)的方法，和依靠充電或放電過程的方法，都會(huì)對(duì)換流器的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，不能用于對(duì)換流器中電容健康狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。而依靠開關(guān)頻率信號(hào)的方法，往往需要對(duì)電容端間電壓和電流進(jìn)行高速的采樣，如文獻(xiàn)[15]針對(duì)Buck電路需要進(jìn)行0.2 μs分辨率的采樣，文獻(xiàn)[16]針對(duì)900 Hz的低頻PWM調(diào)試，需要進(jìn)行分辨率6.25 μs的采樣。這種采樣頻率遠(yuǎn)超過了實(shí)際換流器產(chǎn)品中常規(guī)硬件的能力，難以應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品中。同時(shí)，復(fù)雜的算法也限制了各種方法在實(shí)際產(chǎn)品和工程中的應(yīng)用[5]。

為了在實(shí)際柔性直流工程中對(duì)功率模塊的直流電容進(jìn)行實(shí)時(shí)容量估算，從而監(jiān)測(cè)其健康狀態(tài)，本文將針對(duì)實(shí)際的柔性直流工程系統(tǒng)，分析最近電平逼近調(diào)制下電容容量估算所需的激勵(lì)信號(hào)，并基于閥控所能獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，分析其主要誤差來(lái)源。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的數(shù)據(jù)處理方法，應(yīng)用最小二乘法進(jìn)行容量觀測(cè)，并與其他2種文獻(xiàn)中的典型方法進(jìn)行仿真對(duì)比，驗(yàn)證了本文所提方法的有效性和準(zhǔn)確性。

1 柔性直流系統(tǒng)功率模塊電容在線監(jiān)測(cè)的方案

典型柔性直流工程中，換流閥的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[18]如圖1所示，每個(gè)三相換流閥包括6個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂由橋臂電抗及多個(gè)功率模塊串聯(lián)而成，其中，功率模塊可以采用半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，或全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于每個(gè)橋臂中串聯(lián)的功率模塊數(shù)目很多，換流閥一般采用最近電平逼近的調(diào)制方式，并通過內(nèi)部排序結(jié)果和橋臂電流方向來(lái)確定投入和切除的功率模塊，能夠在快速響應(yīng)控保指令的同時(shí)，維持橋臂內(nèi)部的各功率模塊直流電壓平衡[18]。

圖1 柔性直流換流閥拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1 Topology of VSC HVDC valve

模塊化多電平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定了每個(gè)橋臂的直流電容平均電壓上存在工頻和2倍工頻波動(dòng)。另外，為了取得換流閥損耗和功率模塊電壓應(yīng)力之間的折中，一般不會(huì)將橋臂內(nèi)部各功率模塊的直流電壓控制到完全相同，而是允許每個(gè)功率模塊的直流電壓在平均值上下一定范圍內(nèi)波動(dòng)。這樣，對(duì)每個(gè)功率模塊來(lái)說，其電容電壓將包括3部分波動(dòng)：橋臂平均電容電壓的波動(dòng)，和功率模塊自身直流電壓圍繞橋臂平均電壓上下的波動(dòng)，典型波形如圖2所示。

圖2 柔性直流換流閥功率模塊典型波形Fig.2 Typical waveforms of VSC-HVDC power modules

圖2從上到下依次為：模塊所在橋臂的電流，電流正方向如圖1的iarm所示；該橋臂所有功率模塊的平均直流電壓和1號(hào)模塊的直流電壓；1號(hào)模塊的投入切除指令。顯然，在最近電平逼近調(diào)制下，柔性直流換流閥中的橋臂電流和模塊電容電壓已經(jīng)為電容容量估算提供了足夠的激勵(lì)信號(hào)，并不需要像文獻(xiàn)[9]那樣額外通過環(huán)流注入特殊激勵(lì)信號(hào)。但在實(shí)際進(jìn)行功率模塊電容容量估算的過程中，需要考慮閥控測(cè)量數(shù)據(jù)主要誤差情況。閥控需要依靠通信得到橋臂電流測(cè)量值、功率模塊電容電壓、功率模塊投入切除狀態(tài)等數(shù)據(jù)，然后首先進(jìn)行電容電流的估算，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行電容容量的估算。其中，主要的誤差來(lái)源有3種。

1)橋臂電流CT的測(cè)量誤差、功率模塊對(duì)自身電容電壓的測(cè)量誤差。

2)功率半導(dǎo)體器件驅(qū)動(dòng)死區(qū)的影響。高壓功率半導(dǎo)體器件的死區(qū)一般在10 μs以上，而閥控通過通信能夠獲得的是功率模塊中控制器所發(fā)出的功率器件觸發(fā)指令，并不是功率器件的實(shí)際門極脈沖。兩者之間相差了門極驅(qū)動(dòng)的死區(qū)時(shí)間，而且死區(qū)的影響隨橋臂電流的方向而變化。因此，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前的橋臂電流方向，對(duì)功率器件觸發(fā)指令進(jìn)行補(bǔ)償，估算得到功率器件的實(shí)際狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上估算電容電流。

3)由于控制系統(tǒng)各部分的同步誤差，所得到的橋臂電流反饋與功率模塊觸發(fā)狀態(tài)，存在采樣時(shí)刻偏差，并且該采樣時(shí)刻偏差一直在緩慢變化。

在目前的柔性直流工程中，不論是橋臂電流的采樣結(jié)果，還是功率模塊的觸發(fā)指令和狀態(tài)反饋，都是以光纖編碼通信的形式和閥控通信。以柔性直流換流閥A相上橋臂為例，換流閥與閥控(及健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng))的通信連接情況如圖3所示。閥控主控箱通過光纖以固定控制周期向功率模塊發(fā)出指令，并以同樣的通信周期接受功率模塊的反饋狀態(tài)，包括功率模塊中電容電壓大小、功率器件的觸發(fā)狀態(tài)；而橋臂電流的采樣及合并單元?jiǎng)t以另外一個(gè)獨(dú)立的周期與閥控通信。

圖3 健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)與閥控及換流閥的通信連接情況Fig.3 Communication among the health status monitoring system, valve and valve controller

如表1所示，橋臂電流的采樣周期與功率模塊的通信周期相互獨(dú)立，沒有任何同步措施，所有實(shí)際上這兩者之間不可能是嚴(yán)格的整數(shù)倍關(guān)系，必然存在差怕。也就是說，對(duì)于閥控接受到的最近一組功率模塊開關(guān)狀態(tài)、橋臂電流反饋、電容電壓反饋來(lái)說，在某些時(shí)刻橋臂電流反饋超前了電容電壓反饋，某些時(shí)刻橋臂電流反饋則落后于電容電壓反饋。

表1 電容容量觀測(cè)實(shí)際采樣信號(hào)的同步關(guān)系Tab.1 Synchronous relation of actual sampling signal in capacitance measurement

橋臂電流與電容電壓的同步誤差，也會(huì)導(dǎo)致對(duì)電容的等效串聯(lián)電阻無(wú)法準(zhǔn)確估算。

在閥控錄波及健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了對(duì)每個(gè)功率模塊電容容量的在線估算。

閥控主控箱將最近收到的橋臂電流采樣值、功率模塊開關(guān)狀態(tài)、功率模塊電容電壓反饋通過高速光纖定周期發(fā)送給閥控錄波及健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。在健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中，軟件的基本流程如圖4所示，每收集5 s的高速光纖數(shù)據(jù)后，健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)暫停接受并丟棄后續(xù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算。

圖4 健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)軟件流程Fig.4 Flowchart of health status monitoring system software

根據(jù)上述誤差分析，存在電壓和電流采樣噪聲、橋臂電流和功率模塊狀態(tài)的采樣同步誤差的情況下，圖4中的容量估算算法必須對(duì)各種誤差不敏感。下節(jié)將對(duì)幾種不同的算法進(jìn)行仿真比較。

2 最小二乘法電容在線監(jiān)測(cè)方法及仿真比較

當(dāng)電容上沒有固定頻率的電壓電流激勵(lì)時(shí)，現(xiàn)有的電容參數(shù)估算算法，大都是基于最小二乘法及其變形，比如遞推的最小二乘法等，其基本原理都是估算電容的參數(shù)，使得估算參數(shù)和采樣數(shù)據(jù)代入電路方程后的誤差的方均根極小?？紤]到電路方程中需要對(duì)電容電壓求導(dǎo)會(huì)顯著放大采樣噪聲，影響估算精度，現(xiàn)有的解決方法主要有如下2種。

算法1：直接基于電路的離散時(shí)間模型進(jìn)行推導(dǎo)[4, 12 - 13, 16]。

設(shè)電容兩端電壓為vc， 電容電流為ic， 下標(biāo)n表示第n個(gè)控制周期的采樣結(jié)果，有：

(1)

式中vc,n+1、vc,n、 (ic,n+1+ic,n)均為測(cè)量得到的已知數(shù)據(jù)，所以可以依靠最小二乘法，針對(duì)

vc,n+1=k1×vc,n+k2×(ic,n+1+ic,n)

(2)

算法2：對(duì)所有的電壓電流信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，只關(guān)注特定頻帶范圍內(nèi)的有效信號(hào)。

設(shè)電容兩端電壓為vc， 電容電流為ic， 有：

(3)

顯然，將vc和ic通過同一個(gè)帶通濾波后，式(3)依然成立，設(shè)帶通濾波函數(shù)為BPF(·)， 有

(4)

算法1很容易受采樣噪聲的影響，而算法2的計(jì)算比較復(fù)雜，如果嵌入到實(shí)時(shí)計(jì)算中，會(huì)明顯增加閥控的計(jì)算量。因此在研究最近電平調(diào)制的特點(diǎn)后，本文提出了第3種算法。

算法3：基于最近電平調(diào)制，直接計(jì)算電容2次投入之間的電壓差和電流積分的方法。

最近電平調(diào)制下的柔性直流功率模塊中，其電容每充電或放電1～20 ms后，功率模塊會(huì)被切除1～20 ms，如圖2所示。當(dāng)功率模塊被切除時(shí)，電容通過并聯(lián)的放電電阻放電?？紤]到電容和放電電阻的放電時(shí)間常數(shù)在20 min量級(jí)上，假設(shè)功率模塊被切除了10 ms，這10 ms內(nèi)電容電壓降低幅度大約為0.001%，可以忽略。因此，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功率模塊的投入切除情況，當(dāng)功率模塊處于投入狀態(tài)時(shí)，累計(jì)期間電流的積分，同時(shí)可以降低電流采樣噪聲和橋臂電流/電容電壓同步誤差的影響；當(dāng)功率模塊處于切除狀態(tài)時(shí)，記錄并計(jì)算期間的電容平均電壓，同時(shí)能夠降低電容電壓采樣噪聲的影響；最終在此基礎(chǔ)上，依靠最小二乘法估算電容容量。

如圖5所示，設(shè)功率模塊的第n次投入是從B到C時(shí)刻，電容電流等于橋臂電流iarm；而從A到B、從C到D時(shí)刻處于切除狀態(tài)，電容電流為0。

按照上述分析，期間的放電電阻影響可以忽略，因此設(shè)：

(5)

(6)

圖5 功率模塊電容電流及電壓Fig.5 Current and voltage of a power module capacitor

可以基于上述Δvc,n和(icΔt)n應(yīng)用最小二乘法，進(jìn)行電容容量C的估算，其中ρ為遺忘因子。

(7)

3 仿真對(duì)比驗(yàn)證

研究上述3種方法的精度及對(duì)采樣噪聲、同步誤差的敏感程度，基于烏東德柔性直流工程實(shí)際參數(shù)的仿真結(jié)果，并在橋臂電流、功率模塊電容電壓上分別疊加了最大標(biāo)準(zhǔn)差30 A、20 V的白噪聲，以模擬實(shí)際系統(tǒng)的采樣噪聲，對(duì)系統(tǒng)中1個(gè)橋臂216個(gè)功率模塊，3種方法的估算結(jié)果如圖6—7所示。其中系統(tǒng)實(shí)際的功率模塊電容容量為18 mF。

圖6所示為不同同步誤差情況下(采樣噪聲為0時(shí))，對(duì)柔性直流換流閥一個(gè)橋臂的電容容量的估算情況，用箱形圖表示估算結(jié)果分布。顯然，當(dāng)同步誤差為0時(shí)，所有的算法估算結(jié)果都很準(zhǔn)確，嚴(yán)格為18 mF。同步誤差主要影響了估算結(jié)果的平均值偏差。隨著同步誤差的上升，可以看出基于帶通濾波的最小二乘法(算法2)的估算偏差明確大于其他兩種算法，說明算法2對(duì)同步誤差比較敏感，如果應(yīng)用在柔性直流工程中，需要盡量解決橋臂電流測(cè)量與功率模塊內(nèi)部控制的同步問題。

圖6 電容量估算的結(jié)果分布隨同步誤差的變化Fig.6 Distribution of the capacitance estimation results with synchronization error

圖7 電容量估算的結(jié)果分布隨采樣噪聲的變化Fig.7 Distribution of capacitance estimation results with measurement noise

圖7所示為不同采樣噪聲情況下(同步誤差為0時(shí))，對(duì)柔性直流換流閥一個(gè)橋臂的電容容量的估算情況，用箱形圖表示估算結(jié)果分布。顯然，當(dāng)采樣噪聲為0時(shí)，所有的算法估算結(jié)果都很準(zhǔn)確，嚴(yán)格為18 mF。采樣噪聲主要影響了估算結(jié)果的分散性。隨著采樣噪聲的上升，可以看出基于直接離散模型的最小二乘法(算法1)的估算結(jié)果非常分散，說明算法1對(duì)采樣噪聲比較敏感?？紤]到實(shí)際系統(tǒng)中采樣精度有限，而且電磁干擾的噪聲不可避免，算法1不適用應(yīng)用于實(shí)際柔性直流工程。

從仿真結(jié)果可以看出，本文提出的針對(duì)功率模塊投切情況分段計(jì)算電容電壓平均值和電流積分的方法，對(duì)采樣噪聲和同步誤差都不太敏感，而且算法簡(jiǎn)單，適合在柔性直流系統(tǒng)中應(yīng)用。

4 工程試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證所提算法的實(shí)用性，我們基于某兆瓦級(jí)已投運(yùn)柔性直流工程北通道單元1的A相上橋臂實(shí)時(shí)錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算，包括1個(gè)橋臂的所有397個(gè)功率模塊的電容容量估算。計(jì)算所用的數(shù)據(jù)包括：1) 閥控所收到的控制用橋臂電流采樣值，周期為100 μs；2) 閥控從功率模塊接受到的模塊觸發(fā)狀態(tài)、模塊電容電壓值，周期為50 μs。

基于該工程進(jìn)行容值估算的主要誤差來(lái)源如下。

1)橋臂電流采樣(電流傳感器及相應(yīng)采樣、處理電路)的誤差和噪聲；

2)電容電壓采樣(高精度分壓采樣電路)的誤差和噪聲；

3)橋臂電流、功率模塊觸發(fā)狀態(tài)、模塊電容電壓值的同步誤差。其中，橋臂電流有固定的采樣延時(shí)，大約在100 μs，在計(jì)算中預(yù)先加以補(bǔ)償。而同步誤差無(wú)法補(bǔ)償，將影響最終結(jié)果。

計(jì)算結(jié)果如圖8所示，圖上每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)功率模塊，其橫坐標(biāo)為出廠測(cè)試的電容容量記錄，縱坐標(biāo)為基于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的電容容量估算。具體測(cè)試數(shù)據(jù)分析如下。

圖8 電容容量估算的結(jié)果與出廠測(cè)試結(jié)果的對(duì)比Fig.8 capacitance estimation results based on field data, and the corresponding factory outgoing quality checking (OQC) record

考慮整個(gè)橋臂全部397個(gè)功率模塊，出廠測(cè)試的電容容量的平均值為7.930 mF，基于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)估算的電容容量的平均值為7.943 mF，兩者相對(duì)誤差0.16%。說明電容容量的估算基本無(wú)偏。從圖8可以看出，估算誤差明顯低于實(shí)際工程中電容容量的個(gè)體差異。

將基于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)估算所得的電容容量與出廠測(cè)試數(shù)據(jù)相減，得到電容容量估算的誤差(因?yàn)槌鰪S測(cè)試的電容表精度較高)，誤差分布情況如圖9所示。從圖中可以看出，基于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的電容容量估算誤差在1%以內(nèi)。考慮到電容容量衰減典型2%～5%作為電容壽命的標(biāo)志[5]，本文所提算法能夠有效區(qū)分工程所用各個(gè)體電容的差異，能夠滿足電容健康狀態(tài)監(jiān)控的要求。

圖9 與出廠測(cè)試結(jié)果相比較，電容容量估算誤差的分布Fig.9 Distribution of capacitance estimation error between on-site estimation results and OQC records

綜上所述，本文所提算法精度較高，能夠滿足柔性直流換流閥健康狀態(tài)監(jiān)控對(duì)功率模塊電容容量檢測(cè)的要求，實(shí)現(xiàn)柔性直流換流閥整個(gè)生命周期中對(duì)電容老化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

由于試驗(yàn)條件限制，目前無(wú)法在實(shí)際工程中降低通信周期、提高采樣頻率，上述估算誤差中，采樣誤差、測(cè)量同步誤差各占比例難以直接驗(yàn)證?？紤]到實(shí)際測(cè)量同步誤差一般在1個(gè)通信周期左右隨機(jī)變化，從圖6的仿真結(jié)果看，其導(dǎo)致的本文所提算法的電容容量估算誤差不超過0.4%。因此，圖9的估算誤差大部分來(lái)自采樣誤差和采樣噪聲。

5 結(jié)論

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊化多電平拓?fù)淙嵝灾绷鲹Q流器中所有的功率模塊電容進(jìn)行容量在線估算，本文首先分析了典型柔性直流工程的閥控架構(gòu)和測(cè)量數(shù)據(jù)的主要誤差來(lái)源，包括電壓和電流測(cè)量本身的測(cè)量誤差，以及由于測(cè)量系統(tǒng)和閥控主控之間獨(dú)立進(jìn)行光纖編碼傳輸所造成的同步誤差?；谧罱娖秸{(diào)制的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了在線電容容量估算的方案：首先計(jì)算功率模塊在每個(gè)切除狀態(tài)下的電容電壓平均值和每個(gè)投入狀態(tài)下的橋臂電流積分，然后利用最小二乘法進(jìn)行在線電容容量估算。

基于烏東德工程的參數(shù)開展仿真，比較了不同算法的電容容量估算精度和誤差敏感程度。結(jié)果表明，采樣噪聲會(huì)導(dǎo)致估算結(jié)果出現(xiàn)隨機(jī)偏差，而同步誤差則導(dǎo)致估算結(jié)果單向偏離實(shí)際值。當(dāng)系統(tǒng)中采樣噪聲較大時(shí)，本文所提方案與帶通濾波+最小二乘法的性能類似，明顯優(yōu)于直接離散模型+最小二乘法的方案；當(dāng)系統(tǒng)中同步誤差較大時(shí)，本文所提方案與直接離散模型+最小二乘法的性能類似，明顯優(yōu)于帶通濾波+最小二乘法的方案。由此可見，本文所提方法對(duì)實(shí)際誤差不敏感，算法簡(jiǎn)單計(jì)算量小，能適用于實(shí)際柔性直流工程。最后，通過一個(gè)兆瓦級(jí)工程的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算了一個(gè)橋臂上所有功率模塊電容的容量估算，并與出廠試驗(yàn)時(shí)的記錄進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了所提方案的準(zhǔn)確性。