基于准两电平调制的模块化多电平DC/DC变换器开路故障诊断与容错运行方法

Fault Diagnosis and Tolerant Operation Method of Open Circuit Fault in Modular Multilevel DC/DC Converter With Quasi-Two-Level Modulation

作者	Cungang Hu · Weiye Yang · Bi Liu · Hongjian Lin · Peng Wang · Wenping Cao
期刊	IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期	2025年9月
技术分类	拓扑与电路
技术标签	DC-DC变换器多电平故障诊断可靠性分析
相关度评分	★★★★ 4.0 / 5.0
关键词	模块化多电平 DC-DC 变换器准两电平调制开路故障故障诊断容错运行直流电网 IGBT

语言:

中文摘要

模块化多电平DC/DC变换器（MMDC）是高压大功率直流变换的核心设备，具备高直流电压利用率和强功率传输能力，在直流电网中应用前景广阔。由于其包含大量IGBT开关器件，极易发生开路故障。本文针对准两电平调制下的MMDC，提出了一种有效的开路故障诊断与容错运行策略，以提升系统可靠性。

English Abstract

The modular multilevel dc–dc converter (MMDC) is a typical high-voltage, high-power dc–dc converter, combining the advantages of quasi-two-level modulation with high dc voltage utilization and strong power transmission capability, having broad application prospects in dc grids. The MMDC is composed of numerous insulated gate bipolar transistor-based switches, which may impose an open-circuit fault...

SunView 深度解读

该研究聚焦于高压大功率DC/DC变换器的拓扑优化与可靠性提升，与阳光电源的PowerTitan系列液冷储能系统及大型地面光伏电站中的直流汇流/升压环节高度相关。随着光伏与储能系统向更高电压等级（如1500V及以上）演进，模块化多电平技术是实现高效能量转换的关键。文中提出的故障诊断与容错运行方法，可直接应用于阳光电源的PCS产品开发中，通过提升功率模块的故障自愈能力，降低运维成本，增强系统在复杂电网环境下的长期运行稳定性。