一种线性分组排序方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种线性分组排序方法及装置，分别对基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中半桥子模块和全桥子模块进行线性升序排序，再将半桥子模块和全桥子模块的线性升序排序结果进行一次线性升序排序，只需要通过3N‑7次比较即可获得N个子模块的电容电压的升序排序，解决了现有的排序算法的计算复杂度高，且没有针对换流器的建模过程进行分析与结合，导致的无法达到基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型最优的仿真效率的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种线性分组排序方法及装置
本专利技术涉及柔性直流输电
，尤其涉及一种线性分组排序方法及装置。
技术介绍
模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter，MMC)已在直流电网和新能源汇集等领域发挥重要作用。随着直流电网的发展，全桥MMC在直流故障穿越中起到了非常重要的作用，而已有的MMC等效模型在仿真超高电平MMC多端直流电网时，受排序算法复杂度的影响，仿真效率依然较低。为此，加拿大曼尼托巴大学的Gole院士研究团队提出了一种基于梯形积分法的MMC等效模型，通过将开关器件用一双值可变电阻替换且关断电阻为一实际值，同时使用梯形积分法离散化子模块电容，并求出单个桥臂的戴维南等效电路，从而实现导纳矩阵的降阶，开创了MMC高精度与高效率并重的建模研究新领域。该模型的仿真精度非常高，但仅对半桥子模块进行了验证，尚未覆盖所有的子模块类型。同时，该方法没有结合换流器的建模过程对均压排序算法进行优化，在排序算法上的效率依然没有达到最优水平，在仿真由大量超高电平半、全桥子模块混合型MMC构成的多端直流电网时，计算效率依然较低，随着换流器电平数、端数的增加，仿真用时将明显增加。目前MMC子模块电容电压排序算法主要包含冒泡法、质因子分解法、希尔排序法等方法，但上述排序算法的时间复杂度都为非线性，排序效率较低。基于修正优化归并排序虽然时间复杂度能降为线性，但均压效果无法做到与冒泡法严格等效，一致性要差于冒泡法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种线性分组排序方法及装置，解决了现有的排序算法的计算复杂度高，且没有针对换流器的建模过程进行分析与结合，导致的无法达到基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型最优的仿真效率的技术问题。本专利技术提供了一种线性分组排序方法，包括：S11、当基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中桥臂输出正电压时，根据t和t-△T两个时刻基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的半桥子模块和全桥子模块的投入或切除状态，将一个桥臂内半桥子模块分为A1、B1、C1、D1四组，全桥子模块分为A2、B2、C2、D2四组，得到A1、B1、C1、D1四组内的半桥子模块的电容电压的第一升序排列，A2、B2、C2、D2四组内的全桥子模块的电容电压的第一升序排列；S12、根据Vc(t)＝IC(t)·RC+VC(t-ΔT)分别对A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2八组完成子模块的电容电压的更新，得到A1、B1、C1、D1四组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，A2、B2、C2、D2四组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列；S13、根据A1、B1两组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，对A1、B1两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E1组的半桥子模块的电容电压的第三升序排序，同时，根据C1、D1两组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，对C1、D1两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E2组的半桥子模块的电容电压的第三升序排序；S14、根据E1、E2两组内的半桥子模块的电容电压的第三升序排序，对E1、E2两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E组的半桥子模块的电容电压的第四升序排序；S15、根据A2、B2两组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列，对A2、B2两组内的全桥子模块的电容电压进行升序排序，得到F1组的全桥子模块的电容电压的第三升序排序，同时，根据C2、D2两组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列，对C2、D2两组内的全桥子模块的电容电压进行升序排序，得到F2组的全桥子模块的电容电压的第三升序排序；S16、根据F1、F2两组内的全桥子模块的电容电压的第三升序排序，对F1、F2两组内的全桥子模块的电容电压进行升序排序，得到F组的全桥子模块的电容电压的第四升序排序；S17、根据E组的半桥子模块的电容电压的第四升序排列和F组的全桥子模块的电容电压的第四升序排列，对E、F两组内的子模块的电容电压进行升序排序，得到基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的所有子模块的电容电压的第五升序排序。可选地，还包括：S21、当基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中桥臂输出负电压时，根据t和t-△T两个时刻基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的全桥子模块的投入或切除状态，将一个桥臂内全桥子模块分为G1、G2、G3、G4四组，得到G1、G2、G3、G4四组内的全桥子模块的电容电压的第一升序排列；S22、根据Vc(t)＝IC(t)·RC+VC(t-ΔT)分别对G1、G2、G3、G4四组完成全桥子模块的电容电压的更新，得到G1、G2、G3、G4四组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列。可选地，步骤S11和步骤S21之前还包括：判断控制系统给出的t时刻基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中单个桥臂需要导通的子模块的个数是否大于0，是若，则桥臂输出正电平，执行步骤S11，若否，则桥臂输出负电平，执行步骤S21。可选地，步骤S13至S17中，对两组内的子模块的电容电压进行升序排序具体为：S00、初始化第一计数符号PON＝1和第二计数符号POFF＝1；S01、将第一组内的子模块的电容电压的升序排列中序号为第一计数符号的第一元素，与第二组内的子模块的电容电压的升序排列中序号为第二计数符号的第二元素进行大小比较，将较小的元素移动至新的升序排列中；S02、将较大的元素对应的计数符号加一后，返回步骤S01重新进行比较。可选地，基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的半桥子模块和全桥子模块的投入状态包括正投入状态和负投入状态。本专利技术提供了一种线性分组排序装置，包括：第一分组单元，用于当基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中桥臂输出正电压时，根据t和t-△T两个时刻基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的半桥子模块和全桥子模块的投入或切除状态，将一个桥臂内半桥子模块分为A1、B1、C1、D1四组，全桥子模块分为A2、B2、C2、D2四组，得到A1、B1、C1、D1四组内的半桥子模块的电容电压的第一升序排列，A2、B2、C2、D2四组内的全桥子模块的电容电压的第一升序排列；第一更新单元，用于根据Vc(t)＝IC(t)·RC+VC(t-ΔT)分别对A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2八组完成子模块的电容电压的更新，得到A1、B1、C1、D1四组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，A2、B2、C2、D2四组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列；第一比较单元，用于根据A1、B1两组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，对A1、B1两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E1组的半桥子模块的电容电压的第三升序排序，同时，根据C1、D1两组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，对C1、D1两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E2组的半桥子模块的电容电压的第三升序排序；第二比较单元，用于根据E1、E2两组内的半桥子模块的电容电压的第三升序排序，对E1、E2两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E组的半桥子模块的电容电压的第四升序排序；第三比较单元，用于根据A2、B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性分组排序方法，其特征在于，包括：S11、当基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中桥臂输出正电压时，根据t和t‑△T两个时刻基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的半桥子模块和全桥子模块的投入或切除状态，将一个桥臂内半桥子模块分为A1、B1、C1、D1四组，全桥子模块分为A2、B2、C2、D2四组，得到A1、B1、C1、D1四组内的半桥子模块的电容电压的第一升序排列，A2、B2、C2、D2四组内的全桥子模块的电容电压的第一升序排列；S12、根据Vc(t)＝IC(t)·RC+VC(t‑ΔT)分别对A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2八组完成子模块的电容电压的更新，得到A1、B1、C1、D1四组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，A2、B2、C2、D2四组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列；S13、根据A1、B1两组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，对A1、B1两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E1组的半桥子模块的电容电压的第三升序排序，同时，根据C1、D1两组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，对C1、D1两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E2组的半桥子模块的电容电压的第三升序排序；S14、根据E1、E2两组内的半桥子模块的电容电压的第三升序排序，对E1、E2两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E组的半桥子模块的电容电压的第四升序排序；S15、根据A2、B2两组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列，对A2、B2两组内的全桥子模块的电容电压进行升序排序，得到F1组的全桥子模块的电容电压的第三升序排序，同时，根据C2、D2两组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列，对C2、D2两组内的全桥子模块的电容电压进行升序排序，得到F2组的全桥子模块的电容电压的第三升序排序；S16、根据F1、F2两组内的全桥子模块的电容电压的第三升序排序，对F1、F2两组内的全桥子模块的电容电压进行升序排序，得到F组的全桥子模块的电容电压的第四升序排序；S17、根据E组的半桥子模块的电容电压的第四升序排列和F组的全桥子模块的电容电压的第四升序排列，对E、F两组内的子模块的电容电压进行升序排序，得到基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的所有子模块的电容电压的第五升序排序。...

【技术特征摘要】
1.一种线性分组排序方法，其特征在于，包括：S11、当基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中桥臂输出正电压时，根据t和t-△T两个时刻基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的半桥子模块和全桥子模块的投入或切除状态，将一个桥臂内半桥子模块分为A1、B1、C1、D1四组，全桥子模块分为A2、B2、C2、D2四组，得到A1、B1、C1、D1四组内的半桥子模块的电容电压的第一升序排列，A2、B2、C2、D2四组内的全桥子模块的电容电压的第一升序排列；S12、根据Vc(t)＝IC(t)·RC+VC(t-ΔT)分别对A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2八组完成子模块的电容电压的更新，得到A1、B1、C1、D1四组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，A2、B2、C2、D2四组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列；S13、根据A1、B1两组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，对A1、B1两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E1组的半桥子模块的电容电压的第三升序排序，同时，根据C1、D1两组内的半桥子模块的电容电压的第二升序排列，对C1、D1两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E2组的半桥子模块的电容电压的第三升序排序；S14、根据E1、E2两组内的半桥子模块的电容电压的第三升序排序，对E1、E2两组内的半桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E组的半桥子模块的电容电压的第四升序排序；S15、根据A2、B2两组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列，对A2、B2两组内的全桥子模块的电容电压进行升序排序，得到F1组的全桥子模块的电容电压的第三升序排序，同时，根据C2、D2两组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列，对C2、D2两组内的全桥子模块的电容电压进行升序排序，得到F2组的全桥子模块的电容电压的第三升序排序；S16、根据F1、F2两组内的全桥子模块的电容电压的第三升序排序，对F1、F2两组内的全桥子模块的电容电压进行升序排序，得到F组的全桥子模块的电容电压的第四升序排序；S17、根据E组的半桥子模块的电容电压的第四升序排列和F组的全桥子模块的电容电压的第四升序排列，对E、F两组内的子模块的电容电压进行升序排序，得到基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的所有子模块的电容电压的第五升序排序。2.根据权利要求1所述的线性分组排序方法，其特征在于，还包括：S21、当基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中桥臂输出负电压时，根据t和t-△T两个时刻基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的全桥子模块的投入或切除状态，将一个桥臂内全桥子模块分为G1、G2、G3、G4四组，得到G1、G2、G3、G4四组内的全桥子模块的电容电压的第一升序排列；S22、根据Vc(t)＝IC(t)·RC+VC(t-ΔT)分别对G1、G2、G3、G4四组完成全桥子模块的电容电压的更新，得到G1、G2、G3、G4四组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列。3.根据权利要求2所述的线性分组排序方法，其特征在于，步骤S11和步骤S21之前还包括：判断控制系统给出的t时刻基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中单个桥臂需要导通的子模块的个数是否大于0，是若，则桥臂输出正电平，执行步骤S11，若否，则桥臂输出负电平，执行步骤S21。4.根据权利要求1所述的线性分组排序方法，其特征在于，步骤S13至S17中，对两组内的子模块的电容电压进行升序排序具体为：S00、初始化第一计数符号PON＝1和第二计数符号POFF＝1；S01、将第一组内的子模块的电容电压的升序排列中序号为第一计数符号的第一元素，与第二组内的子模块的电容电压的升序排列中序号为第二计数符号的第二元素进行大小比较，将较小的元素移动至新的升序排列中；S02、将较大的元素对应的计数符号加一后，返回步骤S01重新进行比较。5.根据权利要求1所述的线性均压排序方法，其特征在于，基于梯形积分法的半全混合型MMC戴维南等效模型中的半桥子模块和全桥子模块的投入状态包括正投入状态和负投入状态。6.一种线性分组排序装置，其特征在于，包括：第一分组单元，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱良合，盛超，骆潘钿，黄韬，杨汾艳，黄辉，刘正富，唐酿，余超耘，张健，王红星，肖磊石，郭敬梅，赵成勇，许建中，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44