技术特征：
1.一种直流输电功率模块电容故障保护方法，其特征在于，包括如下步骤：1)持续监测进入功率模块电容的累积能量，所述进入功率模块电容的累积能量称为预期电容能量e
co
，2)将预期电容能量e
co
与通过功率模块的电容电压反馈计算出的实际电容能量e
cf
进行比较；3)当预期电容能量e
co
与实际电容能量e
cf
的差值大于设定阈值e
thr
时，触发功率模块旁路开关对故障功率模块进行切除；4)切除功率模块后继续监测预期电容能量e
co
，如果经过预定时间t
thr
后，预期电容能量e
co
与实际电容能量e
cf
的差值依然大于设定阈值e
thr
，则对故障功率模块执行触发igbt直通，以确保故障功率模块不再影响换流站运行。2.根据权利要求1所述的一种直流输电功率模块电容故障保护方法，其特征在于，实际电容能量e
cf
通过检测到的电容电压v
cf
按照公式进行计算得到，c1为功率模块的电容容值。3.根据权利要求1所述的一种直流输电功率模块电容故障保护方法，其特征在于，所述的预期电容能量e
co
的计算是通过对检测到的功率模块的电容电压v
cf
和电容电流i
cf
的乘积进行累计得到，而考虑到系统的测量必然存在误差，为了避免误差影响保护的正确性，引入实际电容能量e
cf
的负反馈：其中，k1为预设的常数，这样，可以采用任何一种数值积分方法，计算得到预期电容能量e
co
。4.根据权利要求3所述的一种直流输电功率模块电容故障保护方法，其特征在于，所述的功率模块的电容电流i
cf
，通过以下几种方法之一得到：1)在功率模块中采用电流传感器直接检测功率模块中的电容电流i
cf
，并发送给单元主控板；2)在功率模块中采用电流传感器直接测量桥臂电流i
arm
，并发送给单元主控板，然后单元主控板根据功率模块当前状态计算电容电流i
cf
；3)在阀控到功率模块单元主控板的下行通讯中加入桥臂电流i
arm
，然后单元主控板根据功率模块当前状态计算电容电流i
cf
。5.根据权利要求4所述的一种直流输电功率模块电容故障保护方法，其特征在于，当所述功率模块为半桥功率模块时，功率模块的电容电流i
cf
为：当功率模块的上igbt t1开通时，令i
cf
＝i
arm
；当功率模块的下igbt t2开通时，令i
cf
＝0；当功率模块的上igbt t1和下igbt t2均关断时，令i
cf
＝|i
arm
|。6.根据权利要求4所述的一种直流输电功率模块电容故障保护方法，其特征在于，当所述功率模块为全桥功率模块时，功率模块的电容电流i
cf
为：当功率模块的第一igbt t1和第四igbt t4开通时，令i
cf
＝i
arm
；当功率模块的第二igbt t2和第三igbt t3开通时，令i
cf
＝-i
arm
；
当功率模块的第一igbt t1和第三igbt t3开通时，令i
cf
＝0；当功率模块的第二igbt t1和第四igbt t4开通时，令i
cf
＝0；当功率模块的第一igbt t1、第二igbt t2、第三igbt t3、第四igbt t4均关断时，令i
cf
＝|i
arm
|。7.根据权利要求1所述的一种直流输电功率模块电容故障保护方法，其特征在于，设定阈值e
thr
的取值应确保在正常功率模块中，不因为采样误差导致电容故障保护误动。8.根据权利要求1所述的一种直流输电功率模块电容故障保护方法，其特征在于，当所述功率模块为半桥功率模块或全桥功率模块时，触发igbt直通的流程为：a、持续触发半桥功率模块的上igbt t1和下igbt t2或全桥功率模块的第一igbt t1和第二igbt t2，直到出现igbt驱动故障；b、暂停40～60μs时间，停止触发半桥功率模块的上igbt t1和下igbt t2或全桥功率模块的第一igbt t1和第二igbt t2；c、转到步骤a继续执行。9.根据权利要求1所述的一种直流输电功率模块电容故障保护方法，其特征在于，当所述功率模块为全桥功率模块时，触发igbt直通的流程为：a、持续触发第三igbt t3和第四igbt t4，直到出现igbt驱动故障；b、暂停40～60μs时间，停止触发第三igbt t3和第四igbt t4；c、转到步骤a继续执行。10.一种直流输电功率模块，其特征在于，包括半桥或全桥的功率模块以及功率模块主控板，所述的功率模块主控板接收阀控指令，持续监测进入功率模块的电容电压v
cf
和电容电流i
cf
，还监测桥臂电流i
arm
，运行权利要求1-8任意一项所述的方法，对半桥或全桥的功率模块中的igbt以及旁路开关进行触发控制，使功率模块在出现能量持续进入故障电容并转换为热和喷出的电弧时，触发igbt直通短路，确保故障功率模块不影响换流站运行。
技术总结
本发明考虑功率模块电容击穿后，总是出现能量持续进入故障电容并转换为热和喷出的电弧；而对于正常运行功率模块，持续进入电容的能量平均为0，电容的总能量基本保持恒定。本发明提出一种直流输电功率模块电容故障保护方法，所述故障保护方法持续监测进入功率模块电容的累积能量，并与通过电容电压反馈计算出的实际电容能量E
技术研发人员：翁海清 易荣 张海涛 鲁挺 胡伟平 刘春权 余琼 岳伟
受保护的技术使用者：荣信汇科电气股份有限公司
技术研发日：2022.09.28
技术公布日：2022/11/25