一种基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模方法与流程

本发明涉换流器桥臂建模领域，特别是涉及一种基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模方法及系统。

背景技术：

1、传统的mmc电磁暂态加速模型均是从电路等效的角度出发实现仿真效率的提高，这类加速模型由于数值稳定性的限制无法将仿真步长扩大到50μs以上，导致高电平数mmc详细模型的电磁暂态仿真速度极其缓慢。且现有的建模方法电磁暂态仿真速度缓慢效率不高。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明提出了一种基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模方法，采用旋转坐标变换的方法提出适用于大步长情况下的基于模块化多电平拓扑结构的直流电网高效建模，从建模本质上提高动态元件额仿真效率。

3、本发明的另一个目的在于提出一种基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模系统。

4、为达上述目的，本发明一方面提出一种基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模方法，包括：

5、将模块化多电平拓扑换流器的每个桥臂子模块等效为开关受控的戴维南等值电路，并确定对应的戴维南等值参数；

6、对单桥臂所有子模块的所述戴维南等值参数进行加和得到单桥臂的戴维南等值电路参数，以进行模块化多电平拓扑换流器的桥臂建模。

7、本发明实施例的基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模方法还可以具有以下附加技术特征：

8、在本发明的一个实施例中，所述戴维南等值参数表示为：

9、

10、其中，对应第i个子模块电容的诺顿等值导纳和诺顿等值电流，对应的第i个子模块电容对应的戴维南等值电阻和等值电压源。

11、在本发明的一个实施例中，对单桥臂所有子模块的所述戴维南等值参数进行加和得到单桥臂的戴维南等值电路参数，表示为：

12、

13、其中，分别对应第i个子模块的戴维南等值电阻和等值电压源，si对应第i个子模块的开关函数，对应所有子模块的戴维南等值电阻和等值电压源。

14、在本发明的一个实施例中，基于模块化多电平拓扑换流器的整个桥臂对应的大步长模型，二极管对应二值电阻ron/roff模。

15、在本发明的一个实施例中，将二极管开关状态的桥臂戴维南等值表示为：

16、

17、其中，rarm，varm分别对应整个桥臂的戴维南等值电阻和电压源，vd2(t)对应并联二极管d2两端电压。

18、为达上述目的，本发明另一方面提出一种基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模系统，包括：

19、子模块等值参数确定模块，用于将模块化多电平拓扑换流器的每个桥臂子模块等效为开关受控的戴维南等值电路，并确定对应的戴维南等值参数；

20、换流器桥臂建模模块，用于对单桥臂所有子模块的所述戴维南等值参数进行加和得到单桥臂的戴维南等值电路参数，以进行模块化多电平拓扑换流器的桥臂建模。

21、本发明实施例的基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模方法和系统，更有效地对换流器桥臂的动态行为和性能进行建模和分析，并且可以在仿真过程中精确描述动态行为，读取mmc开关元件的交流量瞬时值和高频相量值的波形，从而提高了仿真结果的准确性。

22、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述戴维南等值参数表示为：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对单桥臂所有子模块的所述戴维南等值参数进行加和得到单桥臂的戴维南等值电路参数，表示为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于模块化多电平拓扑换流器的整个桥臂对应的大步长模型，二极管对应二值电阻ron/roff模。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将二极管开关状态的桥臂戴维南等值表示为：

6.一种基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述子模块等值参数确定模块的戴维南等值参数表示为：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述换流器桥臂建模模块，用于对单桥臂所有子模块的所述戴维南等值参数进行加和得到单桥臂的戴维南等值电路参数，表示为：

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，基于模块化多电平拓扑换流器的整个桥臂对应的大步长模型，二极管对应二值电阻ron/roff模。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，将二极管开关状态的桥臂戴维南等值表示为：

技术总结本发明公开了一种基于旋转坐标变换法的模块化多电平拓扑换流器桥臂建模方法，该方法包括将模块化多电平拓扑换流器的每个桥臂子模块等效为开关受控的戴维南等值电路，并确定对应的戴维南等值参数；对单桥臂所有子模块的戴维南等值参数进行加和得到单桥臂的戴维南等值电路参数，以进行模块化多电平拓扑换流器的桥臂建模。本发明采用旋转坐标变换的方法提出适用于大步长情况下的基于模块化多电平拓扑结构的直流电网高效建模方法，从建模本质上提高动态元件额仿真效率。技术研发人员：张钧阳,孙栩,彭程,陈怡静,赵良,李春华,李铮,郭小江受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29