CN110137996B - 一种评估柔性直流输电mmc换流阀可靠性的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种评估柔性直流输电MMC换流阀可靠性的方法及***，包括：基于柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，建立MMC换流阀故障树；基于MMC换流阀故障树，确定MMC换流阀故障树的最小割集；基于MMC换流阀故障树的最小割集，确定MMC换流阀的可靠性评估指标。本发明通过建立MMC换流阀故障树及对故障树的定性分析得到MMC换流阀可靠性评估指标表达式，更加清晰明确的展现了各部件的可靠性关系，有利于进一步研究换流阀的薄弱环节。

Description

一种评估柔性直流输电MMC换流阀可靠性的方法及***

技术领域

本发明涉及高压直流输电用换流阀领域，具体将涉及一种评估柔性直流输电MMC换流阀可靠性的方法及***。

背景技术

随着高压直流输电***电压等级和传输能力的提高，对换流器等电力电子设备的可靠性提出了更高的要求。由于开关频率低、损耗小的优点，模块化多电平换流器(modularmulti-level converter，MMC)广泛应用于实际柔性直流输电工程。而作为柔性直流输电***的核心设备的MMC换流阀，元件种类多，结构复杂，难以准确评估其可靠性。

此外，在实际应用中不同的拓扑结构、元件本身的可靠性水平等多种因素都对换流阀的可靠性也造成了不同程度的影响，最终缩短换流器的使用寿命。因此，评估MMC换流阀的可靠性，对换流阀设备的运行维护和提高整个柔性直流输电***的可靠性都具有重要现实意义。

MMC换流阀的可靠性与其拓扑结构及元件的可靠性密切相关，现有针对MMC换流阀的拓扑和电力电子器件可靠性的研究，大都侧重于MMC换流阀用电力电子器件的可靠性，往往忽略了换流阀组件如电源供给、控制保护***、阀冷***等的重要部件，导致可靠性评估结果出现严重偏差。

因此，需要提供一种针对MMC换流阀可靠性的评估方法及***来满足现有技术的需要。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种评估柔性直流输电MMC换流阀可靠性的方法及***。

一种评估柔性直流输电MMC换流阀可靠性的方法，包括步骤：基于柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，建立MMC换流阀故障树；基于所述MMC换流阀故障树，确定MMC换流阀故障树的最小割集；基于MMC换流阀故障树的最小割集，确定MMC换流阀的可靠性评估指标。

柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，包括：n个半桥结构子模块、换流器控制保护***和阀冷***；换流器控制保护***包括：极控和站控；阀冷***包括：内冷***、外冷***和监控***；半桥结构子模块包括：至少两个IGBT单元、与至少两个IGBT单元并联的电容、分别与IGBT单元发射极相连的控制***以及电源供给。

建立MMC换流阀故障树，包括：将MMC换流阀的故障状态设为顶事件T；基于顶事件T，导出中间事件M_i；基于所述中间事件M_i，导出至少5n+5个底事件；中间事件M_i包括：半桥结构子模块故障、换流站控制保护***故障和阀冷***故障；底事件包括：n个半桥结构子模块中的至少两个IGBT单元故障、电容故障、子模块控制***故障和电源供给故障，换流站控制保护***故障中的极控故障和站控故障，阀冷***故障中的内冷***故障、外冷***故障和监控***故障。

基于所述MMC换流阀故障树，确定MMC换流阀故障树的最小割集，包括：

利用下行法确定MMC换流阀故障树的最小割集B_i：

其中，{X_i、X_j…X_m}为半桥结构子模块的底事件集合，{X_l}为换流站控制保护***和阀冷***的底事件集合；

则MMC换流阀故障树的最小割集总数为

MMC换流阀可靠性评估指标包括：MMC换流阀的可靠度R(t)、发生故障的概率P(T)、工作寿命t_MTBF和故障率λ_T。

MMC换流阀的可靠度为：

R(t)＝R_SM(t)×R₅(t)×R₆(t)×R₇(t)×R₈(t)×R₉(t)；

其中，R_SM(t)表示n个半桥结构子模块的可靠度，R₅(t)表示极控的可靠度，R₆(t)表示站控的可靠度，R₇(t)表示内冷***的可靠度，R₈(t)表示外冷***的可靠度，R₉(t)表示监控***的可靠度。

n个半桥结构子模块R_SM(t)的可靠度的计算公式如下所示：

其中，R_SMi为单个子模块的可靠度，j为子模块故障的个数，k-1为子模块的冗余数，且j≤k-1。

单个子模块R_SMi可靠度的计算公式如下所示：

其中，R₁(t)表示IGBT单元的可靠度，R₂(t)表示电容的可靠度，R₃(t)表示子模块控制***的可靠度，R₄(t)表示电源供给的可靠度。

R₁(t)～R₉(t)可靠度的计算公式如下所示：

其中，λ_i为故障率，t为故障时间。

发生故障概率P(t)的计算公式如下所示：

P(T)＝1-R(t)。

工作寿命工作寿命t_MTBF的计算公式如下所示：

故障率λ_T的计算公式如下所示：

一种评估柔性直流输电MMC换流阀可靠性的***，包括：MMC换流阀故障树建立模块，用于基于柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，建立MMC换流阀故障树；最小割集确定模块，用于基于MMC换流阀故障树，确定MMC换流阀故障树的最小割集；可靠性评估指标确定模块，用于基于MMC换流阀故障树的最小割集，确定MMC换流阀的可靠性评估指标。

柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，包括：n个半桥结构子模块、换流器控制保护***和阀冷***；换流器控制保护***包括：极控和站控；阀冷***包括：内冷***、外冷***和监控***；半桥结构子模块包括：至少两个IGBT单元、与至少两个IGBT单元并联的电容、分别与IGBT单元发射极相连的控制***以及电源供给。

MMC换流阀故障树建立模块，包括：

顶事件模块，用于将MMC换流阀的故障状态设为顶事件T；

中间事件模块，用于基于顶事件T，导出中间事件M_i；

底事件模块，用于基于中间事件M_i，导出至少5n+5个底事件；

中间事件M_i包括：半桥结构子模块故障、换流站控制保护***故障和阀冷***故障；

底事件包括：n个半桥结构子模块中的至少两个IGBT单元故障、电容故障、子模块控制***故障和电源供给故障，换流站控制保护***故障中的极控故障和站控故障，阀冷***故障中的内冷***故障、外冷***故障和监控***故障。

最小割集确定模块，包括：算法模块和数量模块；

算法模块，用于利用下行法确定MMC换流阀故障树的最小割集B_i：

其中，{X_i、X_j…X_m}为半桥结构子模块的底事件集合，{X_l}为换流站控制保护***和阀冷***的底事件集合；

数量模块，用于确定MMC换流阀故障树的最小割集总数为

MMC换流阀可靠性评估指标包括：MMC换流阀的可靠度R(t)、发生故障的概率P(T)、工作寿命t_MTBF和故障率λ_T。

MMC换流阀的可靠度R(t)为：

R(t)＝R_SM(t)×R₅(t)×R₆(t)×R₇(t)×R₈(t)×R₉(t)；

其中，R_SM(t)表示n个半桥结构子模块的可靠度，R₅(t)表示极控的可靠度，R₆(t)表示站控的可靠度，R₇(t)表示内冷***的可靠度，R₈(t)表示外冷***的可靠度，R₉(t)表示监控***的可靠度。

n个半桥结构子模块R_SM(t)为：

其中，R_SMi为单个子模块的可靠度，j为子模块故障的个数，k-1为子模块的冗余数，且j≤k-1。

单个子模块R_SMi可靠度的表达式如下所示：

其中，R₁(t)表示IGBT单元的可靠度，R₂(t)表示电容的可靠度，R₃(t)表示子模块控制***的可靠度，R₄(t)表示电源供给的可靠度。

R₁(t)～R₉(t)可靠度的表达式如下所示：

其中，λ_i为故障率，t为故障时间。

发生故障概率P(T)＝1-R(t)。工作寿命工作寿命

故障率

与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：

1、本发明提供的技术方案通过建立MMC换流阀故障树及对故障树的定性分析得到MMC换流阀可靠性评估指标表达式，更加清晰明确的展现了各部件的可靠性关系，有利于进一步研究换流阀的薄弱环节；

2、本发明提供的技术方案，充分考虑了子模块、控制保护***、阀冷***等影响MMC换流阀可靠性的重要部件，大大提高了MMC换流阀可靠性评估的准确性；

3、本发明提供的技术方案，基于故障树分析形成的MMC换流阀可靠性评估方法，可广泛用于半桥子模块结构的MMC换流阀可靠性评估。

附图说明

图1为本发明的设计流程图；

图2为本发明MMC的拓扑图；

图3为本发明半桥子模块的结构图；

图4为本发明柔性直流输电MMC换流阀的故障树图；

图5为本发明柔性直流输电MMC换流阀的可靠性评估流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，本发明的方法包括：基于柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，建立MMC换流阀故障树；基于MMC换流阀故障树，确定MMC换流阀故障树的最小割集；基于MMC换流阀故障树的最小割集，确定MMC换流阀的可靠性评估指标。

本发明的可靠性评估方法具体包括：

1、如图2和3所示，基于IGBT器件的柔性直流输电MMC换流阀拓扑结构，考虑子模块、控制保护***、阀冷***等组成元件，提取影响MMC换流阀可靠性的重要部件；

提取影响MMC换流阀可靠性的重要部件：MMC换流阀包含n个半桥结构的子模块，1个换流器控制保护***和1个阀冷***。

其中，1个子模块包含：2个IGBT模块、电容、子模块控制***和电源供给等部件；换流器控制保护***包含：极控和站控；阀冷***包含：内冷***、外冷***和监控***。

子模块有一定数量的冗余，当冗余元件故障时，MMC换流阀仍然能够正常运行，换流器控制保护***或阀冷***一旦发生故障，MMC换流阀故障。

MMC换流阀的主要部件和换流阀应满足故障树假设条件，元件和换流阀，即单个子模块的可靠度：

R_i(t)＝e^-λt；

其中，λ为故障率，t为故障时间。

2、如图4所示，基于MMC主要构成元件，建立MMC换流阀故障树，包括步骤：

把MMC换流阀的故障状态作为顶事件T；

根据顶事件导出子模块故障、换流站控制保护***和阀冷***3个中间事件M_i；

再由这3个中间事件M_i导出5n+5个底事件X_i，其中仅考虑子模块的冗余情况，即至少k个子模块故障才会导致整个串联子模块的故障；

最后将这一系列事件列成逻辑图，生成MMC换流阀故障树。

3、对故障树进行定性分析，得到MMC换流阀可靠性评估指标表达式；

对故障树进行定性分析，采用下行法求得MMC换流阀故障树的最小割集：

其中，B_i为最小割集，X_i、X_j和X_m为底事件，i、j和m分别表示底事件的编号，集合B的长度为k，通过分析可知，MMC换流阀故障树的一阶最小割集有5个，k阶最小割集有

个。

MMC换流阀可靠性评估指标包括：MMC换流阀的可靠度R(t)、发生故障的概率P、工作寿命t_MTBF和故障率λ_T，且

MMC换流阀的可靠度为：

R(t)＝R_SM(t)×R₅(t)×R₆(t)×R₇(t)×R₈(t)×R₉(t)

其中，下标SM表示子模块，下标5，6，……，9依次表示极控、站控、内冷***、外冷***和监控***。

子模块可靠度为：

其中，R为单个子模块的可靠度，n为子模块的个数，j为子模块故障的个数，k-1为子模块的冗余数，且j≤k-1。由于每个子模块相互独立，子模块冗余在故障树中形成表决门。

单个子模块的可靠度为：

其中，n为子模块的个数，下标SM表示子模块。

MMC换流阀发生故障的概率为：

P(T)＝1-R(t)

MMC换流阀的工作寿命(年)为：

MMC换流阀的故障率(次/年)为：

实施例1：

下面给出一个具体的实施例，某MMC换流阀参数如下：桥臂由250个额定电压为1.6kV、额定电流为1kA的子模块构成,子模块无冗余，即k＝1，MMC换流器的额定直流电压为±200kV，MMC换流阀主要元件参数分别为：λ₁＝0.000876次/年，λ₂＝0.001752次/年，λ₃＝0.035040次/年，λ₄＝0.001402次/年，λ₅＝0.015次/年，λ₆＝0.015次/年，λ₇＝0.014次/年，λ₈＝0.006次/年，λ₉＝0.020次/年，其中λ₁，λ₂，……，λ₉依次表示IGBT模块、电容、子模块控制***、电源供给、极控、站控、内冷***、外冷***和监控***的故障率。

如图5所示，柔性直流输电MMC换流阀可靠性评估方法的具体步骤如下：

1)基于IGBT器件的柔性直流输电MMC换流阀拓扑结构，考虑子模块、控制保护***、阀冷***等组成元件，提取影响MMC换流阀可靠性的重要部件；

2)基于MMC主要构成元件，建立MMC换流阀故障树；

3)对故障树进行定性分析，得到MMC换流阀可靠性评估指标表达式。

提取影响MMC换流阀可靠性的重要部件为：

MMC换流阀包含250个半桥结构的子模块，1个换流器控制保护***和1个阀冷***。

其中1个子模块包含2个IGBT模块、电容、子模块控制***、电源供给等部件；换流器控制保护***包含极控和站控；阀冷***包含内冷***、外冷***和监控***。子模块有一定数量的冗余，冗余元件故障，MMC换流阀仍然能够正常运行。换流器控制保护***或阀冷***一旦故障，MMC换流阀故障。

MMC换流阀主要部件和换流阀满足故障树假设条件，每个元件的可靠度依次为：R₁(t)＝e^-0.000876t、R₂(t)＝e^-0.001752t、R₃(t)＝e^-0.035040t、R₄(t)＝e^-0.001402t、R₅(t)＝e^-0.015t、R₆(t)＝e^-0.015t、R₇(t)＝e^-0.014t、R₈(t)＝e^-0.006t、R₉(t)＝e^-0.020t

柔性直流输电MMC换流阀的故障树，建立MMC换流阀故障树的步骤包括：

把MMC换流阀的故障状态作为顶事件T；

根据顶事件导出子模块故障、换流站控制保护***、阀冷***3个中间事件M_i；

再由这3个中间事件M_i导出5n+5个底事件X_i，其中仅考虑子模块的冗余情况，即至少k个子模块故障才会导致整个串联子模块的故障。

最后将这一系列事件列成逻辑图，生成MMC换流阀故障树。

对故障树进行定性分析，k＝1，采用下行法求得MMC换流阀故障树的最小割集为：

B_i＝{X_i},i＝1,2,…,5n+5

其中，B_i为最小割集，n＝250。可知，此时MMC换流阀故障树的最小割集共计5n+5个，均为一阶最小割集。

MMC换流阀可靠性评估指标包括：MMC换流阀的可靠度R(t)、发生故障的概率P、工作寿命t_MTBF和故障率λ_T。

单个子模块的可靠度为：

其中，n为子模块的个数，下标SM表示子模块。

子模块可靠度为：

其中，R为单个子模块的可靠度，n为子模块的个数，j为子模块故障的个数，k-1为子模块的冗余数，且j≤k-1。由于每个子模块相互独立，子模块冗余在故障树中形成表决门。

MMC换流阀的可靠度为：

R(t)＝R_SM(t)×R₅(t)×R₆(t)×R₇(t)×R₈(t)×R₉(t)＝e^{-(9.9750+0.015+0.015+0.014+0.006+0.020)t}＝e^-10.0450t

其中，下标SM表示子模块，下标5，6，……，9依次表示极控、站控、内冷***、外冷***和监控***。

MMC换流阀在t年内发生故障的概率为：

P(T)＝1-R(t)＝1-e^-10.0450t

MMC换流阀的工作寿命(年)为：

MMC换流阀的故障率(次/年)为：

由上可见，采用本发明提供的一种柔性直流输电MMC换流阀可靠性评估方法，不仅能够充分考虑子模块、控制保护***、阀冷***等影响MMC换流阀可靠性的重要部件，大大提高了MMC换流阀可靠性评估的准确性；还更加清晰明确的展现元件和换流阀的可靠性关系，有利于进一步研究换流阀的薄弱环节；可广泛用于半桥子模块结构的MMC换流阀可靠性评估。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种评估柔性直流输电MMC换流阀可靠性的***，下面进行说明。

本发明提供的***包括：MMC换流阀故障树建立模块，用于基于柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，建立MMC换流阀故障树；最小割集确定模块，用于基于MMC换流阀故障树，确定MMC换流阀故障树的最小割集；可靠性评估指标确定模块，用于基于所述MMC换流阀故障树的最小割集，确定MMC换流阀的可靠性评估指标。

柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，包括：n个半桥结构子模块、换流器控制保护***和阀冷***；换流器控制保护***包括：极控和站控；阀冷***包括：内冷***、外冷***和监控***；半桥结构子模块包括：至少两个IGBT单元、与至少两个IGBT单元并联的电容、分别与IGBT单元发射极相连的控制***以及电源供给。

MMC换流阀故障树建立模块，包括：

顶事件模块，用于将MMC换流阀的故障状态设为顶事件T；

中间事件模块，用于基于顶事件T，导出中间事件M_i；

底事件模块，用于基于中间事件M_i，导出至少5n+5个底事件；

中间事件M_i包括：半桥结构子模块故障、换流站控制保护***故障和阀冷***故障；

底事件包括：n个半桥结构子模块中的至少两个IGBT单元故障、电容故障、子模块控制***故障和电源供给故障，换流站控制保护***故障中的极控故障和站控故障，阀冷***故障中的内冷***故障、外冷***故障和监控***故障。

最小割集确定模块，包括：算法模块和数量模块；

算法模块，用于利用下行法确定所述MMC换流阀故障树的最小割集B_i：

其中，{X_i、X_j…X_m}为半桥结构子模块的底事件集合，{X_l}为换流站控制保护***和阀冷***的底事件集合；

数量模块，用于确定MMC换流阀故障树的最小割集总数为

MMC换流阀可靠性评估指标包括：MMC换流阀的可靠度R(t)、发生故障的概率P(T)、工作寿命t_MTBF和故障率λ_T。

MMC换流阀的可靠度R(t)为：

R(t)＝R_SM(t)×R₅(t)×R₆(t)×R₇(t)×R₈(t)×R₉(t)；

其中，R_SM(t)表示n个半桥结构子模块的可靠度，R₅(t)表示极控的可靠度，R₆(t)表示站控的可靠度，R₇(t)表示内冷***的可靠度，R₈(t)表示外冷***的可靠度，R₉(t)表示监控***的可靠度。

n个半桥结构子模块R_SM(t)为：

其中，R_SMi为单个子模块的可靠度，j为子模块故障的个数，k-1为子模块的冗余数，且j≤k-1。

单个子模块R_SMi可靠度的表达式如下所示：

其中，R₁(t)表示IGBT单元的可靠度，R₂(t)表示电容的可靠度，R₃(t)表示子模块控制***的可靠度，R₄(t)表示电源供给的可靠度。

R₁(t)～R₉(t)可靠度的表达式如下所示：

其中，λ_i为故障率，t为故障时间。

发生故障概率P(T)＝1-R(t)。工作寿命工作寿命

故障率

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (20)

1.一种评估柔性直流输电MMC换流阀可靠性的方法，其特征在于，包括步骤：

基于柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，建立MMC换流阀故障树；

基于所述MMC换流阀故障树，确定所述MMC换流阀故障树的最小割集；

基于所述MMC换流阀故障树的最小割集，确定MMC换流阀的可靠性评估指标；

所述建立MMC换流阀故障树，包括：

将MMC换流阀的故障状态设为顶事件T；

基于所述顶事件T，导出中间事件M_i；

基于所述中间事件M_i，导出至少5n+5个底事件；

所述中间事件M_i包括：半桥结构子模块故障、换流站控制保护***故障和阀冷***故障；

所述底事件包括：n个半桥结构子模块中的至少两个IGBT单元故障、电容故障、子模块控制***故障和电源供给故障，换流站控制保护***故障中的极控故障和站控故障，阀冷***故障中的内冷***故障、外冷***故障和监控***故障；

所述基于所述MMC换流阀故障树，确定所述MMC换流阀故障树的最小割集，包括：

利用下行法确定所述MMC换流阀故障树的最小割集B_i：

其中，{X_i、X_j…X_m}为半桥结构子模块的底事件集合，{X_l}为换流站控制保护***和阀冷***的底事件集合；

则MMC换流阀故障树的最小割集总数为

所述MMC换流阀可靠性评估指标包括：MMC换流阀的可靠度R(t)、发生故障的概率P(t)、工作寿命t_MTBF和故障率λ_T；

所述MMC换流阀的可靠度为：

R(t)＝R_SM(t)×R₅(t)×R₆(t)×R₇(t)×R₈(t)×R₉(t)；

其中，R_SM(t)表示n个半桥结构子模块的可靠度，R₅(t)表示极控的可靠度，R₆(t)表示站控的可靠度，R₇(t)表示内冷***的可靠度，R₈(t)表示外冷***的可靠度，R₉(t)表示监控***的可靠度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，包括：n个半桥结构子模块、换流器控制保护***和阀冷***；

所述换流器控制保护***包括：极控和站控；所述阀冷***包括：内冷***、外冷***和监控***；所述半桥结构子模块包括：至少两个IGBT单元、与所述至少两个IGBT单元并联的电容、分别与IGBT单元发射极相连的控制***以及电源。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式计算n个半桥结构子模块的可靠度R_SM(t)：

其中，R_SMi为单个子模块的可靠度，j为子模块故障的个数，k-1为子模块的冗余数，且j≤k-1。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式计算单个子模块的可靠度R_SMi：

其中，R₁(t)表示IGBT单元的可靠度，R₂(t)表示电容的可靠度，R₃(t)表示子模块控制***的可靠度，R₄(t)表示电源供给的可靠度。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，按下式计算可靠度R₁(t)～R₉(t)：

其中，λ_i为故障率，t为故障时间。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式计算所述发生故障概率P(t)：

P(t)＝1-R(t)。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式计算所述工作寿命t_MTBF：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式计算所述故障率λ_T：

9.一种用于如权利要求1所述评估柔性直流输电MMC换流阀可靠性方法的评估柔性直流输电MMC换流阀可靠性的***，其特征在于，包括：

MMC换流阀故障树建立模块，用于基于柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，建立MMC换流阀故障树；

最小割集确定模块，用于基于所述MMC换流阀故障树，确定所述MMC换流阀故障树的最小割集；

可靠性评估指标确定模块，用于基于所述MMC换流阀故障树的最小割集，确定MMC换流阀的可靠性评估指标。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述柔性直流输电MMC换流阀的拓扑结构，包括：n个半桥结构子模块、换流器控制保护***和阀冷***；

所述换流器控制保护***包括：极控和站控；所述阀冷***包括：内冷***、外冷***和监控***；所述半桥结构子模块包括：至少两个IGBT单元、与所述至少两个IGBT单元并联的电容、分别与IGBT单元发射极相连的控制***以及电源。

11.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述MMC换流阀故障树建立模块，包括：

顶事件模块，用于将MMC换流阀的故障状态设为顶事件T；

中间事件模块，用于基于所述顶事件T，导出中间事件M_i；

底事件模块，用于基于所述中间事件M_i，导出至少5n+5个底事件；

所述中间事件M_i包括：半桥结构子模块故障、换流站控制保护***故障和阀冷***故障；

所述底事件包括：n个半桥结构子模块中的至少两个IGBT单元故障、电容故障、子模块控制***故障和电源供给故障，换流站控制保护***故障中的极控故障和站控故障，阀冷***故障中的内冷***故障、外冷***故障和监控***故障。

12.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述最小割集确定模块，包括：算法模块和数量模块；

所述算法模块，用于利用下行法确定所述MMC换流阀故障树的最小割集B_i：

其中，{X_i、X_j…X_m}为半桥结构子模块的底事件集合，{X_l}为换流站控制保护***和阀冷***的底事件集合；

所述数量模块，用于确定MMC换流阀故障树的最小割集总数为

13.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述MMC换流阀可靠性评估指标包括：MMC换流阀的可靠度R(t)、发生故障的概率P(t)、工作寿命t_MTBF和故障率λ_T。

14.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述MMC换流阀的可靠度R(t)为：

R(t)＝R_SM(t)×R₅(t)×R₆(t)×R₇(t)×R₈(t)×R₉(t)；

其中，R_SM(t)表示n个半桥结构子模块的可靠度，R₅(t)表示极控的可靠度，R₆(t)表示站控的可靠度，R₇(t)表示内冷***的可靠度，R₈(t)表示外冷***的可靠度，R₉(t)表示监控***的可靠度。

15.根据权利要求14所述的***，其特征在于，n个半桥结构子模块R_SM(t)为：

其中，R_SMi为单个子模块的可靠度，j为子模块故障的个数，k-1为子模块的冗余数，且j≤k-1。

16.根据权利要求15所述的***，其特征在于，单个子模块R_SMi可靠度的表达式如下所示：

其中，R₁(t)表示IGBT单元的可靠度，R₂(t)表示电容的可靠度，R₃(t)表示子模块控制***的可靠度，R₄(t)表示电源供给的可靠度。

17.根据权利要求14或16所述的***，其特征在于，R₁(t)～R₉(t)可靠度的表达式如下所示：

其中，λ_i为故障率，t为故障时间。

18.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述发生故障概率P(t )＝1-R(t)。

19.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述工作寿命工作寿命

20.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述故障率

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