一种模块化多电平换流器的仿真建模方法与流程
- 国知局
- 2025-01-10 13:20:55
本发明涉及仿真建模,具体是一种模块化多电平换流器的仿真建模方法。
背景技术:
1、自上世纪90年代以来,由于电源与负荷逆向分布的客观事实,为满足国家经济可持续发展、国民日益增长美好生活的需求,我国大力推广应用高压直流输电技术。柔性直流(vsc-hvdc)作为其中一种新兴技术路线,凭借其自身技术优势,已成为近年来高压直流输电技术发展和工程应用的新热点。
2、模块化多电平换流器(mmc)于本世纪初被正式提出,其从根本上解决了全控型功率半导体器件制造工艺水平达不到二电平桥式拓扑应用于高压大容量场景要求的问题。随着mmc的出现,近10年来,柔性直流在高压大容量领域迎来了技术发展和工程应用的高峰期。目前在全球范围内,mmc已成为柔性直流输电工程建设的首选,并进一步延伸应用到了中低压直流配电技术领域。
3、与此同时,相较于二电平桥式拓扑,mmc的最大缺点在于经济性,具体表现为其功率组件——子模块数量庞大,所需全控型功率半导体器件数量达到了二电平桥式拓扑的2倍及以上,高压大容量柔性直流换流阀子模块数以万计,不仅大幅提高了工程建设运维成本,而且造成了mmc仿真时效率与内部故障仿真需求无法兼顾的现实问题。如果精确建模每个mmc子模块,将耗费大量仿真资源,效率低下;如果等效建模整个mmc,将无法针对mmc本体内部故障开展仿真分析。
4、因此,有必要研究模块化多电平换流器的仿真建模方法,为mmc仿真效率和内部故障仿真需求的兼顾提供切实可行的手段,为柔性直流输电工程乃至电网的安全稳定运行提供保障。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种模块化多电平换流器的仿真建模方法,解决目前模块化多电平换流器仿真效率与内部故障仿真需求无法兼顾的问题。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
3、一种模块化多电平换流器的仿真建模方法,模块化多电平换流器的abc三相上下共计六个桥臂,
4、对六个桥臂其中的一个桥臂的核心功率器件通过数字模型采用与工程实际1:1方式进行仿真建模,所述核心功率器件包括igbt、反并联二极管、并联电容器;
5、对六个桥臂中的其他五个桥臂进行等效仿真建模;
6、所述采用仿真建模方式建模的桥臂根据仿真分析需要,通过设置改变其桥臂所属的abc三相上下的位置。
7、进一步的,所述对六个桥臂其中的一个桥臂的核心功率器件通过数字模型采用与工程实际1:1方式进行仿真建模,具体包括:
8、根据mmc的电气结构,将桥臂中的基本组成单元分解为igbt、反并联二极管、并联电容器,选择仿真软件提供的对应的仿真模块,进行电气连接,形成一个子模块,然后将多个子模块进行电气连接,形成与mmc的一个桥臂;然后多个子模块封装为1个封装模块,利用多个封装模块实现对mmc一个桥臂的仿真;最后根据仿真对象,设置相应的电气参数,完成仿真建模。
9、进一步的,所述对六个桥臂中的其他五个桥臂进行等效仿真建模,具体包括:通过仿真系统自带的桥臂等效数字模型分别实现仿真建模。
10、进一步的,所述仿真系统采用仿真软件rtds、rtlab或pscad。
11、进一步的,所述通过设置改变其桥臂所属的abc三相上下的位置,包括:被仿真建模的桥臂,根据模块化多电平换流器的本体内部故障仿真需求,通过修改仿真模型的电路接线,实现对被仿真建模的桥臂位置的改变。
12、与现有技术相比,本发明具有的有益效果如下:
13、本发明提出的模块化多电平换流器的仿真建模方法,可以在保证模块化多电平换流器仿真效果的基础上,大幅提升其仿真效率,并能够实现模块化多电平换流器本体内部故障的仿真分析,根据故障点位置的不同通过设置调整所建仿真模型的电气结构。
技术特征:1.一种模块化多电平换流器的仿真建模方法,模块化多电平换流器的abc三相上下共计六个桥臂,其特征在于:
2.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器的仿真建模方法,其特征在于:所述对六个桥臂其中的一个桥臂的核心功率器件通过数字模型采用与工程实际1:1方式进行仿真建模,具体包括:
3.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器的仿真建模方法,其特征在于:所述对六个桥臂中的其他五个桥臂进行等效仿真建模,具体包括:通过仿真系统自带的桥臂等效数字模型分别实现仿真建模。
4.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器的仿真建模方法,其特征在于:所述仿真系统采用仿真软件rtds、rtlab或pscad。
5.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器的仿真建模方法,其特征在于:所述通过设置改变其桥臂所属的abc三相上下的位置,包括:被仿真建模的桥臂,根据模块化多电平换流器的本体内部故障仿真需求,通过修改仿真模型的电路接线,实现对被仿真建模的桥臂位置的改变。
技术总结本发明提供一种模块化多电平换流器的仿真建模方法,模块化多电平换流器的abc三相上下共计六个桥臂,对六个桥臂其中的一个桥臂的核心功率器件通过数字模型采用与工程实际1:1方式进行仿真建模,所述核心功率器件包括IGBT、反并联二极管、并联电容器;对六个桥臂中的其他五个桥臂进行等效仿真建模;所述采用仿真建模方式建模的桥臂根据仿真分析需要,通过设置改变其桥臂所属的abc三相上下的位置。本发明解决目前模块化多电平换流器仿真效率与内部故障仿真需求无法兼顾的问题。技术研发人员:陈堃,修连成,张隆恩,胡兴洋,叶庞琪,王婷,张侃君,陈永昕受保护的技术使用者:国网湖北省电力有限公司电力科学研究院技术研发日:技术公布日:2025/1/6本文地址:https://www.jishuxx.com/zhuanli/20250110/352565.html
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