一种考虑启动环节的MMC快速等值建模方法技术

本发明专利技术提供一种考虑启动环节的MMC快速等值建模方法，主要是对基于MMC的直流输电系统启动时的子模块电压进行等效，并建立了多种工况下子模块电压等效，以此建立MMC的快速等值模型。此方法主要包括：(1)确定MMC子模块等效电路拓扑；(2)确定正常工作状态下子模块等效电路参数；(3)确定启动环节子模块等效受控电压和等效电阻；(4)推导MMC单个桥臂戴维南等效电路，利用桥臂等效电路构建基于MMC的背靠背输电仿真系统。本发明专利技术通过将MMC子模块启动环节等效，简化了MMC电路结构，提高了仿真精度，此模型的仿真结果与详细模型的吻合程度较高，在不牺牲仿真精度的前提下，有效减少了仿真计算时间。

A fast equivalent modeling method for MMC considering initiation links

The invention provides a fast equivalent modeling method of MMC considering starting link, which is mainly equivalent to the sub-module voltage of HVDC transmission system based on MMC when starting, and establishes the sub-module voltage equivalent under various operating conditions, so as to establish the fast equivalent model of MMC. This method mainly includes: (1) determining the equivalent circuit topology of MMC sub-modules; (2) determining the equivalent circuit parameters of sub-modules under normal working conditions; (3) determining the equivalent controlled voltage and equivalent resistance of sub-modules in start-up link; (4) deriving the Thevenin equivalent circuit of single arm of MMC, and constructing the back-to-back transmission based on MMC by using the equivalent circuit of bridge arm. Simulation system. The invention simplifies the MMC circuit structure and improves the simulation precision by equivalently starting the MMC sub-module. The simulation result of the model is in good agreement with the detailed model, and the simulation calculation time is effectively reduced without sacrificing the simulation precision.

【技术实现步骤摘要】
一种考虑启动环节的MMC快速等值建模方法
本专利技术涉及电力系统仿真
，具体是一种考虑启动环节的MMC快速等值建模方法。
技术介绍
模块化多电平变流器(Modularmultilevelconverter，MMC)是在高压直流输电(High-voltagedirect-current，HVDC)领域中使用广泛的变流器，由于其便于扩容、谐波含量低、开关损耗小以及电压应力低等特点，在电力系统交直流转换的应用上具有显著的优越性。随着越来越多的MMC-HVDC工程在国内电力系统中投运，对MMC-HVDC建立基于工程实际的模型仿真分析其故障特性分析等具有十分重要的意义，为保护整定计算等提供依据。详细模型仿真运行时间长，计算量大，因此快速电磁暂态模型的建立十分必要。现有的研究有基于平均值建模的方法，对桥臂整体进行等效，忽略子模块特性研究变流器整体的外部特性，此方法提升了电磁暂态模型的仿真速率，然而仍无法考虑子模块充放电等变流器内部特性。采用戴维南方法对子模块进行等值建模的处理是一种可反映变流器内部特性的较为成熟的研究方法。有学者在简化子模块的前提下对整个桥臂进行戴维南等值，此建模方法可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑启动环节的MMC快速等值建模方法，其特征在于：该方法针对两个通过背靠背方式连接的双端MMC‑HVDC系统，建立包含多种工况的快速电磁暂态等值模型，其中MMC换流器拓扑为三相六桥臂结构，每个桥臂包含若干个半桥子模块，半桥子模块由两个IGBT和一个电容组成，IGBT1的发射极与IGBT2的集电极相连，电容正极连接IGBT1的集电极，电容负极接IGBT2的发射极，该方法包括以下步骤：1)正常工作状态下对半桥子模块进行戴维南等效，将其中每个IGBT和二极管的并联结构均看作一个开关电阻R1和R2；2)确定半桥子模块的运行参数，其中R1为IGBT1的等效电阻，当子模块投入时，IGBT1导通，R...

【技术特征摘要】
1.一种考虑启动环节的MMC快速等值建模方法，其特征在于：该方法针对两个通过背靠背方式连接的双端MMC-HVDC系统，建立包含多种工况的快速电磁暂态等值模型，其中MMC换流器拓扑为三相六桥臂结构，每个桥臂包含若干个半桥子模块，半桥子模块由两个IGBT和一个电容组成，IGBT1的发射极与IGBT2的集电极相连，电容正极连接IGBT1的集电极，电容负极接IGBT2的发射极，该方法包括以下步骤：1)正常工作状态下对半桥子模块进行戴维南等效，将其中每个IGBT和二极管的并联结构均看作一个开关电阻R1和R2；2)确定半桥子模块的运行参数，其中R1为IGBT1的等效电阻，当子模块投入时，IGBT1导通，R1为一个接近于0的小电阻RON；当子模块切除时，IGBT1关断，R1为一个断态电阻ROFF；对于IGBT2的等效电阻R2而言，子模块投切过程中，IGBT2的开关函数与IGBT1相反，其等效电阻R2的阻值变化也相反；3)将上述等效的结果进行整理，得到正常工作状态下的等效受控电压源和等效电阻的表达式，其中等效电阻的阻值依照上述等效原则确定；4)与正常工作状态类似，考虑启动环节的等效电路，将启动环节的电容电压等效为可控电压源，电容充电时MMC各桥臂子模块端口电压即为该桥臂子模块电容电压，而在电流反向流过子模块使得子模块处于保持状态下，电流通过D2将电容旁路，此时子模块端口电压即为0，从而得到启动环节下的子模块端口电压的表达；5)综合上述正常工作状态下及启动环节...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，查晓明，陈堃，黄萌，黎恒烜，陈永洋，洪梅子，刘浴霜，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，武汉大学，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42