具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，一种应用于SVG的I型三电平逆变器开关管自检方法，所述逆变器为I型三电平逆变器，包括母线电容C1、母线电容C2、开关管T1、开关管T2、开关管T3、开关管T4、二极管D5、二极管D6、电感L1、电感L2和滤波电容C3；

其连接关系为：电容C1的第一端部和开关管T1的集电极连接，开关管T1的发射极分别与开关管T2的集电极、二极管D5的阴极连接，开关管T2的发射极分别与、开关管T3的集电极、电感L1的第一端部连接，电容C1的第二端部、二极管D5的阳极、二极管D6的阴极以及电容C2的第一端部连接至连接线N点，开关管T3的发射极与开关管T4的集电极、二极管D6的阳极连接，开关管T4的发射极与电容C2的第二端部连接，电感L1的第二端部与电感L2的第一端部、电容C3的第一端部连接，电感L2的第二端部与交流电源的正极连接，电容C3的第二端部与交流电源的负极连接至连接线的O点，T1、T2、T3、T4的基极均连接驱动单元，如图2所示。

开关管T1包括一个IGBT管与一个二极管D1，二极管D1反向并联于IGBT管；开关管T2包括一个IGBT管与一个二极管D2，二极管D2反向并联于IGBT管；开关管T3包括一个IGBT管与一个二极管D3，二极管D3反向并联于IGBT管；开关管T4包括一个IGBT管与一个二极管D4，二极管D4反向并联于IGBT管。

方法包括以下步骤：

步骤S1，根据实际母线电压采样值与输入电压峰值的比值来判定直流母线是否正常，若正常则跳转步骤S2，否则重复检测，若3次复检均不通过则判定逆变器直流母线异常，流程终止；

直流母线是否正常的判据为：当实际母线电压采样值与输入电压峰值的比值大于设定阈值，则认为直流母线正常，否则认为直流母线不正常。

步骤S2，检测I型三电平逆变器滤波电容电压是否正常，若正常则跳转步骤S3，否则重复检测，若3次复检均不通过则判定逆变器滤波电容电压采样异常，流程终止；

滤波电容电压是否正常的判据为：当滤波电容电压的有效值在设定阈值范围内，则认为滤波电容电压正常，否则认为滤波电容电压不正常，阈值范围是根据电网电压的有效值来设定的。

本例中，设定的的阈值范围的优选值为正负20V，即滤波电容电压的有效值U_CapRms与电网电压有效值U_GridRms满足时，才跳转至步骤S3；滤波电容电压的有效值不满足条件时，需要进行重复判断，只有三次判断均不满足条件时才判定滤波电容电压异常，流程终止。这样的设计可以有效地减少误判。阈值范围也可根据实际情况和需求进行调整。

步骤S3，施加PWM驱动信号至I型三电平逆变器的开关管，根据计算得到的电感电流理论值和来确定电感电流阈值，将采样得到的电感电流实际值和与电感电流阈值进行比较，进而判断开关管是否正常。S3包括以下子步骤：

S301，T3D6、D1D2自检：当滤波电容电压在时，施加T_out时间的PWM驱动信号至开关管T3，导通拓扑如图3所示，此时T3D6导通，电感电流缓慢增大；PWM信号消失后，导通拓扑如图4所示，D1D2导通，电感电流缓慢减小，电感电流的变化如图5所示；对滤波电容电压、电感电流、上下母线电压进行采样，并保存至数组U_Cap、I_Comp、U_dcPos、U_dcNeg中，其中数组长度为2N；

其中，电压外环的采样周期为T_out，电流内环的采样周期为T_in，T_out时间内采样点数；

其中，规定电流正方向为电感L1指向开关管。

计算T_out时间内通过T3D6的电感电流实际值和，公式如下：

计算T_out时间内通过T3D6的电感电流理论值和，公式如下：

其中L为电感L1的感值，F_in为电流内环的采样频率。

根据电感电流理论值和确定电感电流阈值；

计算T_out时间内通过D1D2的电感电流实际值和，公式如下：

计算T_out时间内通过D1D2的电感电流理论值和，公式如下：

根据电感电流理论值和确定电感电流阈值；

其中为预先设置的滤波电容电压误差，为预先设置的电感电流误差。

当电感电流实际值和I_{sum_T3D6}在阈值范围内，则认为T3D6正常；当电感电流实际值和I_{sum_D1D2}在阈值范围内，则认为D1D2正常；跳转至步骤S302；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定T3D6或D1D2异常，流程终止。

S302，T2D5、D3D4自检：当滤波电容电压在时，施加T_out时间的PWM驱动信号至开关管T2，导通拓扑如图6所示，此时T2D5导通，电感电流缓慢减小，PWM信号消失后，导通拓扑如图7所示，D3D4导通，电感电流缓慢增大，电感电流的变化如图8所示；对滤波电容电压、电感电流、上下母线电压进行高频采样，并保存至数组U_Cap、I_Comp、U_dcPos、U_dcNeg中，其中数组长度为2N。

计算T_out时间内通过开关管T2D5的电感电流实际值和，公式如下：

计算T_out时间内通过开关管T2D5的电感电流理论值和，公式如下：

根据电感电流理论值和确定阈值。

计算T_out时间内通过开关管D3D4的电感电流实际值和，公式如下：

计算T_out时间内通过开关管D3D4的电感电流理论值和，公式如下：

根据电感电流理论值和确定电感电流阈值。

当电感电流实际值和I_{sum_T2D5}在阈值范围内，则认为T2D5正常；当电感电流实际值和I_{sum_D3D4}在阈值范围内，则认为D3D4正常；跳转至步骤S303；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定T2D5或D3D4异常，流程终止。

S303，T1T2自检：当滤波电容电压在时，施加T_out时间的PWM驱动信号至开关管T1，施加T_out+T_in时间的PWM驱动信号至开关管T2，导通拓扑如图9所示，对滤波电容电压、电感电流、上下母线电压进行采样，并保存至数组U_Cap、I_Comp、U_dcPos、U_dcNeg中，其中数组长度为N；

其中，由于I型三电平的特殊结构，开关管关断时内外管不能同时关断，需要先把T1关断，延时一段时间再把T2关断，故施加T_out+T_in时间的PWM驱动信号至开关管T2。

计算T_out时间内通过开关管T1T2的电感电流实际值和，公式如下：

计算T_out时间内开关管T1的电感电流理论值和，公式如下：

根据电感电流理论值和确定电感电流阈值。

当电感电流实际值和I_{sum_T1T2}在阈值范围内，则认为T1T2正常，跳转至步骤S304；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定T1T2异常，流程终止。

S304，T3T4自检：当滤波电容电压在时，施加T_out时间的PWM驱动信号至开关管T4，施加T_out+T_in时间的PWM驱动信号至开关管T3，对滤波电容电压、电感电流、上下母线电压进行采样，并保存至数组U_Cap、I_Comp、U_dcPos、U_dcNeg中，其中数组长度为N；

其中，由于I型三电平的特殊结构，开关管关断时内外管不能同时关断，需要先把T4关断，延时一段时间再把T3关断，故施加T_out+T_in时间的PWM驱动信号至开关管T3。

计算T_out时间内通过开关管T3T4的电感电流实际值和，公式如下：

计算T_out时间内开关管T3T4的电感电流理论值和，公式如下：

根据电感电流理论值和确定电感电流阈值。

当电感电流实际值和在阈值范围内，则认为T3T4正常，结束自检；否则重复自检；若3次复检均不通过则判定T3T4异常，流程终止。

本例中的滤波电容电压误差的优选值10V；电感电流误差的优选值为50A。在实际场景中，两个值可以根据实际采样频率进行调整；根据电感电流实际值和来进行判断可以有效防止根据单点的电感电流值来进行判断时造成的误判，提升自检的可靠性。

上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。