一种MMC功率模块非线性特征仿真模型制造技术

一种MMC功率模块非线性特征的仿真模型，由一个受控电流源im、一个电容Cm、一个线性电阻Rb和一个非线性电阻Rhp组成；受控电流源im的正极分别与电容Cm的正极、线性电阻Rb的一端及非线性电阻Rhp的一端相连接；受控电流源im的负极与Cm电容的负极、线性电阻Rb的另一端及非线性电阻Rhp另一端连接；所述仿真模型模拟MMC换流器在无均匀主动控制下MMC功率模块电容电压发散过程，实现全桥型功率模块和半桥型功率模块的非线性特征仿真，适用于混合型MMC换流器在无主动均压控制时MMC功率模块电容电压发散过程的电磁暂态仿真。

A nonlinear characteristic simulation model of MMC power module

A simulation model of the nonlinear characteristics of MMC power module, consisting of a controlled current source IM, a capacitor Cm, a linear resistor Rb and a nonlinear resistor Rhp connected at one end; and the nonlinear resistance of Rhp cathode controlled current source IM and capacitor Cm positive linear resistance Rb; the other end and nonlinear resistance of Rhp cathode, Rb cathode and Cm linear resistor capacitor controlled current source of IM is connected to the other end; the simulation model of MMC converter in non uniform active control process under the MMC power module capacitor voltage divergence, nonlinear characteristics simulation of full bridge and half bridge power module power module. Suitable for hybrid MMC converter in electromagnetic transient simulation without active control MMC power module capacitor voltage diffusion process.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种MMC功率模块的仿真模型。
技术介绍
基于模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter，MMC)的高压柔性直流输电系统(VSC-HVDC)具有四象限运行、滤波器小、可向无源网络供电等诸多优点，其在输电领域获得了广泛关注。工程上MMC功率模块由众多部件构成，例如功率模块控制电路、绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)及驱动器、电容、均压电阻、旁路开关、自取能电源等。MMC功率模块内部控制电路采用自取能电源供电方式，即MMC功率模块的自取能电源从MMC功率模块电容获取高位电能并将其转化为低压电源供控制电路使用。由于功率模块内部控制电路可近似为恒功率消耗，因此在MMC功率模块中其自取能电源相对于电容来说为恒功率负载，自取能电源的恒功率特性使得功率模块电容电压越低自取能电源输入的电流越大。当MMC处于不控充电阶段时，电容电压较低的功率模块电容电压越来越低，而电容电压较高的功率模块电容电压越来越高，随着MMC解锁时间的推迟电容电压会发散，该现象在实际的工程中也得到了实际验证。MMC功率模块电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MMC功率模块非线性特征仿真模型，其特征在于：所述的仿真模型由一个受控电流源im、一个电容Cm、一个线性电阻Rb和一个非线性电阻Rhp组成；受控电流源im的正极分别与电容Cm的正极、线性电阻Rb的一端及非线性电阻Rhp的一端相连接；受控电流源im的负极与Cm电容的负极、线性电阻Rb的另一端及非线性电阻Rhp另一端连接；所述仿真模型模拟MMC换流器在无均匀主动控制下MMC功率模块电容电压发散过程。

【技术特征摘要】
1.一种MMC功率模块非线性特征仿真模型，其特征在于：所述的仿真模型由一个受控电流源im、一个电容Cm、一个线性电阻Rb和一个非线性电阻Rhp组成；受控电流源im的正极分别与电容Cm的正极、线性电阻Rb的一端及非线性电阻Rhp的一端相连接；受控电流源im的负极与Cm电容的负极、线性电阻Rb的另一端及非线性电阻Rhp另一端连接；所述仿真模型模拟MMC换流器在无均匀主动控制下MMC功率模块电容电压发散过程。2.如权利要求1所述的仿真模型，其特征在于：所述仿真模型模拟MMC换流器在无均压主动控制下MMC功率模块电容电压发散过程的方法如下：(1)计算受控电流源电流值im受控电流源电流值im与MMC功率模块拓扑结构、桥臂电流ia及MMC功率模块开关状态有关；假设桥臂电流ia从上至下流入MMC功率模块为正，桥臂电流ia从下至上流出MMC功率模块为负；MMC功率模块为全桥功率模块，不考虑第一开关器件K1和第二开关器件K2同时导通时功率模块电容发生短路工况，也不考虑第三开关器件K3和第四开关器件K4同时导通时功率模块电容发生短路工况；全桥功率模块非线性特征仿真模型中受控电流源电流值im计算方法如下：当第一开关器件K1、第二开关器件K2、第三开关器件K3和第四开关器件K4均为关断状态，受控电流源电流值im为桥臂电流ia的绝对值；当第一开关器件K1为开通状态、第二开关器件K2为关断状态、第三开关器件K3为关断状态、第四开关器件K4为开通状态，受控电流源电流值im与桥臂电流ia数值相等，符号相同；当第一开关器件K1为关断状态、第二开关器件K2为开通状态、第三开关器件K3为开通状态和第四开关器件K4为关断状态，受控电流源电流值im与桥臂电流数值相等，符号相反，即-ia；当第一开关器件K1为开通状态、第二开关器件K2为关断状态、第三开关器件K3为开通状态、第四开关器件K4为关断状态，受控电流源电流值im为零；当第一开关器件K1为关断状态、第二开关器件K2为开通状态、第三开关器件K3为关断状态、第四开关器件K4为开通状态，受控电流源电流值im为零；MMC功率模块为半桥功率模块，不考虑第五开关器件和第六开关器件同时导通时半桥功率模块电容短路工况；半桥功率模块非线性特征仿真模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐飞，李耀华，王平，李子欣，高范强，马逊，楚遵方，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11