模块化多电平换流器多拓扑通用仿真模型制造技术

本发明专利技术公开了一种模块化多电平换流器多拓扑通用仿真模型，包括：桥臂通用简化电路模块，用于通过可控电压源、理想开关和二极管模拟模块化多电平换流器电路结构；桥臂动态平均值计算模块，用于对多子模块开关和调制过程进行平均化等值；拓扑系数计算模块，用于引入拓扑参数以体现由不同拓扑带来的桥臂动态平均值的差异；换流器级控制模块，用于根据电网仿真模型发送的指令和测量得到的接口电气量计算模块化多电平换流器的参考电压和工作模式。该模型可准确地模拟模块化多电平换流器在稳态、交流故障、换流器闭锁、直流故障清除和恢复等过程动态特性和控制行为，且具有较高的仿真效率，还具有很好的拓扑适应性，适合于开展电网级仿真研究。

【技术实现步骤摘要】
模块化多电平换流器多拓扑通用仿真模型
本专利技术涉及高压大容量电力电子换流器仿真
，特别涉及一种模块化多电平换流器多拓扑通用仿真模型。
技术介绍
模块化多电平换流器属于电压源型电力电子换流器，基于绝缘栅双极型晶体管等全控电力电子器件和脉宽调制技术，能够稳定地控制有功功率和无功功率在交直流系统间传输。模块化多电平换流器的电路原理如图1所示。模块化多电平换流器包含a、b、c三个相单元，每个相单元包含两个桥臂，即上桥臂和下桥臂，总共六个桥臂。三个相单元并联在直流正极和直流负极之间，三个相单元的上桥臂和下桥臂的中间点联接三相交流系统。每个桥臂由一个桥臂电抗Ls和N个子模块串联组成。典型的子模块主要包括三类:半桥子模块、全桥子模块和嵌位双子模块。半桥子模块由两个绝缘栅双极晶体管S1、S2，两个续流二极管D1、D2以及一个直流电容Cd构成。全桥子模块由四个绝缘栅双极晶体管S1、S2、S3、S4，四个续流二极管D1、D2、D3、D4以及一个直流电容Cd构成。嵌位双子模块由五个绝缘栅双极晶体管S1、S2、S3、S4、S5，七个续流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7以及两个直流电容C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化多电平换流器多拓扑通用仿真模型，其特征在于，包括：桥臂通用简化电路模块，用于通过可控电压源、理想开关和二极管模拟模块化多电平换流器电路结构；桥臂动态平均值计算模块，用于对多子模块开关和调制过程进行平均化等值；拓扑系数计算模块，用于引入拓扑参数以体现由不同拓扑带来的桥臂动态平均值的差异；以及换流器级控制模块，用于根据电网仿真模型发送的指令和测量得到的接口电气量计算模块化多电平换流器的参考电压和工作模式。

【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平换流器多拓扑通用仿真模型，其特征在于，包括：桥臂通用简化电路模块，用于通过可控电压源、理想开关和二极管模拟模块化多电平换流器电路结构；桥臂动态平均值计算模块，用于对多子模块开关和调制过程进行平均化等值；拓扑系数计算模块，用于引入拓扑参数以体现由不同拓扑带来的桥臂动态平均值的差异；以及换流器级控制模块，用于根据电网仿真模型发送的指令和测量得到的接口电气量计算模块化多电平换流器的参考电压和工作模式。2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器多拓扑通用仿真模型，其特征在于，所述桥臂通用简化电路模块包括：第一受控电压源和第二受控电压源，用于模拟桥臂平均电压；第一和第二二极管，用于模拟续流二极管的不控整流效应；第一至第四理想开关，用于模拟所述模块化多电平换流器的多种工作模式以及切换过程；第一至第六桥臂通用简化电路子模块，用于与第一至第六桥臂电抗连接后，构成所述模块化多电平换流器的主回路，以模拟在多种工作状态下的电路结构。3.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器多拓扑通用仿真模型，其特征在于，所述桥臂动态平均值计算模块包括：第一获取模块，用于获取工作切换模式的第一切换信号和第二切换信号；第二获取模块，用于获取第一桥臂平均电压和第二桥臂平均电压。4.根据权利要求3所述的模块化多电平换流器多拓扑通用仿真模型，其特征在于，所述第一切换信号和所述第二切换信号的计算公式为：5.根据权利要求3或4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李笑倩，胡应宏，谢小荣，付胜宪，蔡巍，赵媛，黄金魁，彭珑，张静岚，
申请(专利权)人：清华大学，华北电力科学研究院有限责任公司，国网福建省电力有限公司检修分公司，国家电网有限公司，国网冀北电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11