基于MATLAB的多电平变换器STATCOM故障检测与抑制系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB开发了一套多电平变换器STATCOM故障诊断与容错控制平台。系统实时监测STATCOM运行状态，通过信号分析快速识别IGBT开路/短路、电容老化等故障，并实现自动抑制，提升系统可靠性。

详 情 说 明

基于MATLAB的多电平变换器STATCOM故障检测与抑制系统

项目介绍

本项目针对多电平变换器STATCOM系统，开发了一套集故障诊断与容错控制于一体的综合平台。系统通过高精度实时监测STATCOM关键运行参数，结合先进的信号处理与智能分类算法，实现了对电力电子器件（如IGBT开路/短路、电容老化等）故障的快速、精准识别。一旦检测到故障，系统能够自动触发相应的容错控制策略，重构PWM调制信号，确保STATCOM在部分器件失效的情况下仍能维持向电网提供稳定的无功补偿，保障电网安全稳定运行。

功能特性

• 实时状态监测：持续采集STATCOM三相输出电压/电流、直流侧电容电压、器件温度及电网同步信号。
• 智能故障诊断：融合小波变换与希尔伯特-黄变换进行故障特征提取，并采用支持向量机(SVM)算法对故障类型与位置进行精确分类与定位。
• 主动容错控制：基于模型预测控制(MPC)策略，在故障发生后动态调整系统运行状态，实现故障隔离与系统性能重构。
• 综合分析与报告：提供实时的故障报警、历史数据日志、THD与功率因数等性能指标统计分析，并生成详细诊断报告。

使用方法

1. 系统配置：在MATLAB中打开项目，根据实际STATCOM系统参数设置config.m中的采样频率、电压电流阈值等运行参数。
2. 数据输入：将实时采集的STATCOM三相电信号、直流侧电压、温度等数据接入系统指定输入接口。
3. 启动监测：运行主程序，系统将开始实时监测与故障诊断。可通过图形界面观察系统运行状态与实时数据。
4. 结果查看：故障报警信息、诊断报告及性能指标将实时显示在界面并自动保存至日志文件。容错控制指令将自动输出至PWM发生器。

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2020b或更高版本，需安装Signal Processing Toolbox、Statistics and Machine Learning Toolbox。
• 硬件建议：CPU主频≥2.5 GHz，内存≥8 GB，以保证实时信号处理与MPC计算的需求。
• 数据输入：要求模拟信号采样频率不低于10 kHz，数字输入需具备相位同步能力。

文件说明

主程序文件整合了系统的核心运行逻辑，主要负责初始化系统参数、启动实时数据采集线程、调用信号处理模块进行故障特征提取、执行基于SVM的故障分类决策、根据诊断结果激活相应的容错控制算法，并最终生成故障报告与性能评估数据。同时，它还管理者图形用户界面的更新与数据日志的记录功能。