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近年来，由于广泛使用电力电子设备、电力系统故障、大功率负荷频繁投切等，配电网电能质量问题十分严峻。串联补偿设备被认为是解决电能质量问题最常用的设备，近年来被广泛接入配电网。但串联补偿设备的特殊结构和控制系统的复杂性，大大增加了器件发生故障的概率，这影响了串联补偿设备的可靠运行。为确保串联补偿设备安全可靠的运行，对于串联补偿设备保护策略的研究就显得越来越重要。 本文以实验室10KV线电压补偿型DVR为例阐述了装置的拓扑结构、工作原理以及控制策略。系统研究了DVR在正常运行过程中可能遇到的各种故障，并使用MATLAB进行故障仿真。根据不同种类故障的特征，进行了故障分类。通过对比不同种类的故障诊断方法，提出了一种适用于级联型串联补偿设备的故障诊断方法。该方法只需检测串联补偿设备输出侧的电压和电流，通过一定的等效和计算便可以诊断出故障，而不受电压和电流变化的影响，且计算量小，易于实现。装置在连续运行中能够快速诊断和切除故障，通过改变逆变器的调制方式保持串联补偿设备维持正常工作状态。 建立基于故障快速诊断保护策略的级联H桥多电平DVR的Simulink仿真模型，分别模拟直流侧电容故障、IGBT开路故障、IGBT短路故障、滤波侧电容故障、DVR近网侧及DVR近负载侧故障。仿真结果显示，DVR可以快速诊断不同类型故障，并采取相应保护措施。 利用课题组级联H桥模块，搭建了级联多电平DVR故障测试实验平台，通过调节IGBT触发信号，模拟IGBT开路故障及短路故障，测试DVR故障诊断及保护特性。实验结果进一步验证了故障快速诊断与保护策略的有效性与可行性。