一种全桥子模块的MMC电磁暂态等效模型的建模方法技术

本申请提供了一种全桥子模块的MMC电磁暂态等效模型的建模方法，全桥子模块FBSM的工作状态根据控制信号EN的不同分为正向投切状态、负向投切状态与闭锁状态；建模方法包括：根据控制信号EN判断FBSM的工作状态，当控制信号EN＝1时FBSM处于正向投切状态，当控制信号EN＝‑1时FBSM处于负向投切状态，当控制信号EN＝0时FBSM处于闭锁状态；根据FBSM的工作状态将全桥子模块FBSM等效为HBSM电路并计算HBSM电路的电路参数，得到MMC电磁暂态等效模型；根据上一时刻是否为正常运行状态，决定闭锁时是否先进入过渡状态。本申请通过先将FBSM的运行状态分为正向投切状态、负向投切状态和闭锁状态，从而按照HBSM的等效原理将FBSM等效为HBSM电路。本发明专利技术在不降低精度的条件下，可以加快PSCAD/EMTDC中FBSM‑MMC的仿真速度。

【技术实现步骤摘要】
一种全桥子模块的MMC电磁暂态等效模型的建模方法
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种全桥子模块的MMC电磁暂态等效模型的建模方法。
技术介绍
随着模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter,MMC)由于其输出电平高，谐波含量少，可独立控制有功功率、无功功率而得到了广泛应用。其子模块有三种：半桥子模块(halfbridgesub-module,HBSM)、钳位双子模块(clampdoublesub-module,CDSM)、全桥子模块(fullbridgesub-module,FBSM)。现今研究较多的为拓扑结果简单的HBSM，但由于其无法隔离直流侧故障，往往需要在交流侧设置断路器，增加了工程成本。而FBSM由于其能够通过闭锁实现隔离直流侧故障，又相较于FBSM在能够实现故障穿越等优点而受到广泛关注。但在利用PSCAD/EMTDC进行研究时，当所搭建的三端FBSM-MMC系统电平数达到21电平时，发现仿真1秒所需的时间竟达到了3个小时，严重影响了研究效率。为了解决FBSM-MMC仿真速度慢的问题，提出了一种全桥子模块的MMC电磁暂态等效模型的建模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全桥子模块的MMC电磁暂态等效模型的建模方法，其特征在于，所述全桥子模块FBSM的工作状态根据控制信号EN的不同分为正向投切状态、负向投切状态与闭锁状态，其中正向投切状态与负向投切状态属于正常运行状态；将闭锁状态分为四个子状态：正向充电状态、正向大电阻状态、负向充电状态和负向大电阻状态；所述建模方法包括：根据控制信号EN判断FBSM的工作状态，当控制信号EN＝1时FBSM处于正向投切状态，当控制信号EN＝‑1时FBSM处于负向投切状态，当控制信号EN＝0时FBSM处于闭锁状态；根据流经FBSM的电流的正负、FBSM端电压与电容电压的大小关系判断FBSM闭锁时处于正向充电状态、正向大电阻...

【技术特征摘要】
1.一种全桥子模块的MMC电磁暂态等效模型的建模方法，其特征在于，所述全桥子模块FBSM的工作状态根据控制信号EN的不同分为正向投切状态、负向投切状态与闭锁状态，其中正向投切状态与负向投切状态属于正常运行状态；将闭锁状态分为四个子状态：正向充电状态、正向大电阻状态、负向充电状态和负向大电阻状态；所述建模方法包括：根据控制信号EN判断FBSM的工作状态，当控制信号EN＝1时FBSM处于正向投切状态，当控制信号EN＝-1时FBSM处于负向投切状态，当控制信号EN＝0时FBSM处于闭锁状态；根据流经FBSM的电流的正负、FBSM端电压与电容电压的大小关系判断FBSM闭锁时处于正向充电状态、正向大电阻状态、负向充电状态或是负向大电阻状态；在FBSM由正向投切状态或者负向投切状态跳入闭锁状态之间加入了一种过渡状态；根据FBSM的工作状态将所述全桥子模块FBSM等效为HBSM电路并计算HBSM电路的电路参数，得到MMC电磁暂态等效模型。2.根据权利要求1所述的一种全桥子模块的MMC电磁暂态等效模型的建模方法，其特征在于，所述全桥子模块FBSM包括IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4和电容C；所述二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4的阳极分别与IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4的发射极连接，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4的阴极分别与IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4的集电极连接，形成开关组T1、开关组T2、开关组T3、开关组T4，电容C1的第一端连接二极管D1阴极，电容C1的第二端连接二极管D2阳极，所述FBSM的端口记为N1和N2，N1连接IGBT的发射极，N2连接IGBT4的集电极；所述正向投切状态包括正向投入状态和切除状态，负向投切状态包括负向投入状态和切除状态；若IGBT1、IGBT4导通，IGBT2、IGBT3关断时，FBSM的电容处于正向投入状态，FBSM对外表现的电压为子模块电容电压为Vc；若IGBT2、IGBT3导通，IGBT1、IGBT4关断时，FBSM的电容处于负向投入状态，FBSM对外表现的电压为子模块电容电压的负值-Vc；当IGBT1、IGBT3导通且IGBT2、IGBT4关断时或者是当IGBT2、IGBT4导通且IGBT1、IGBT3关断时，电容处于切除状态，FBSM对外表现的电压为0；当IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4均关断时，FBSM为闭锁状态。3.根据权利要求1所述的一种全桥子模块的MMC电磁暂态等效模型的建模方法，其特征在于，所述正向投切状态包括正向投入状态和切除状态，负向投切状态包括负向投入状态和切除状态；当控制信号EN＝1判断FBSM处于正向投切状态后执行以下步骤：判断FBSM的IGBT触发信号F(i)是否等于1，若FBSM的IGBT触发信号F(i)不等于1，则判断FBSM处于切除状态，若FBSM的IGBT触发信号F(i)等于1则判断FBSM处于正向投入状态；当触发信号EN＝-1判断FBSM处于负向投切状态后执行以下步骤：判断FBSM的IGBT触发信号F(i)是否等于1，若FBSM的IGBT触发信号F(i)不等于1，则判断FBSM处于切除状态，若FBSM的IGBT触发信号F(i)等于1则判断FBSM处于负向投入状态；所述根据FBSM的工作状态将所述全桥子模块FBSM等效为HBSM电路包括：当判断FBSM的工作状态为正向投切状态时，将所述全桥子模块FBSM等效为HBSM正向接入电路，当判断FBSM的工作状态为负向投切状态时，将所述全桥子模块FBSM等效为HBSM负向接入电路。4.根据权利要求1所述的一种全桥...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卉灿，徐诗甜，孙吉波，刘崇茹，钱峰，刘昊宇，
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调度控制中心，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：广东,44