MMC功率模块级故障及保护逻辑动态模拟系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种MMC功率模块级故障及保护逻辑动态模拟系统，包括第一仿真模块、第二仿真模块、MMC阀控装置和控制保护装置；第一仿真模块包括第一逻辑处理器和MMC阀仿真器，MMC阀仿真器用于仿真MMC阀；第二仿真模块包括第二逻辑处理器和MMC外部电路仿真器，MMC外部电路仿真器用于仿真MMC外部电路；第一逻辑处理器建立功率模块级故障及保护逻辑模拟规则；具体为建立功率模块级故障及保护逻辑信息库、建立处理逻辑信息库以及定义故障控制字语法；第二逻辑处理器建立功率模块级故障及保护动作触发逻辑。本发明专利技术公开的系统能解决现有技术仅能简单仿真，通用性较差和精度较差的问题。本发明专利技术实施例还公开了一种MMC功率模块级故障及保护逻辑模拟方法和存储介质。

Dynamic simulation system and method of MMC power module level fault and protection logic

【技术实现步骤摘要】
MMC功率模块级故障及保护逻辑动态模拟系统与方法
本专利技术涉及实时仿真
，尤其涉及一种MMC功率模块级故障及保护逻辑动态模拟系统与方法。
技术介绍
模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter，MMC)具有模块化设计、扩展性强、功率四象限灵活运行、交流电压谐波少、占地面积小等优点，近年来在交流电网异步互联、风电场接入等领域得到了广泛的研究和利用。我国已建成的南澳多端柔直输电工程、云南异步联网工程、上海南汇柔直工程、舟山五端柔直、厦门柔直工程以及正在建设的乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程和张北柔直电网工程均采用MMC拓扑结构。功率模块是MMC的核心组成单元，由IGBT、反并联二极管、电容等功率传输器件和旁路开关、旁路晶闸管、自取能电源、电压传感器、控制光纤等控制保护辅助器件组成。功率模块的状态将直接影响模块化多电平换流器乃至整个柔性直流输电装置的安全可靠运行，因此有必要对模块化多电平换流器功率模块故障特性进行建模分析，保障柔性直流输电装置的安全可靠运行。本专利技术人在实施本专利技术的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：所仿真的故障类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MMC功率模块级故障及保护逻辑动态模拟系统，其特征在于，包括第一仿真模块、第二仿真模块、MMC阀控装置和控制保护装置；所述第一仿真模块包括第一逻辑处理器和MMC阀仿真器，所述MMC阀仿真器用于仿真MMC阀；所述第二仿真模块包括第二逻辑处理器和MMC外部电路仿真器，所述MMC外部电路仿真器用于仿真MMC外部电路；所述第一逻辑处理器建立功率模块级故障及保护逻辑模拟规则；其中，所述建立功率模块级故障及保护逻辑模拟规则具体为建立功率模块级故障及保护逻辑信息库、建立处理逻辑信息库及两者对应的映射关系，并定义故障控制字语法；所述第二逻辑处理器建立功率模块级故障及保护动作触发逻辑；在一个仿真周期内，...

【技术特征摘要】
1.一种MMC功率模块级故障及保护逻辑动态模拟系统，其特征在于，包括第一仿真模块、第二仿真模块、MMC阀控装置和控制保护装置；所述第一仿真模块包括第一逻辑处理器和MMC阀仿真器，所述MMC阀仿真器用于仿真MMC阀；所述第二仿真模块包括第二逻辑处理器和MMC外部电路仿真器，所述MMC外部电路仿真器用于仿真MMC外部电路；所述第一逻辑处理器建立功率模块级故障及保护逻辑模拟规则；其中，所述建立功率模块级故障及保护逻辑模拟规则具体为建立功率模块级故障及保护逻辑信息库、建立处理逻辑信息库及两者对应的映射关系，并定义故障控制字语法；所述第二逻辑处理器建立功率模块级故障及保护动作触发逻辑；在一个仿真周期内，所述第二逻辑处理器确定故障模块，根据所述故障控制字语法生成故障控制字并发送至所述第一逻辑处理器；所述MMC阀控装置根据接收到的控制保护装置的调制波信号生成触发脉冲，并将所述触发脉冲发送至所述第一逻辑处理器；所述第一逻辑处理器对接收到的所述故障控制字和所述触发脉冲进行综合判断解码，根据所述功率模块级故障及保护逻辑模拟规则生成实际触发控制字；根据所述实际触发控制字生成替代网络；根据所述替代网络得到MMC阀注入电流、各桥臂电流、功率模块电容电压和状态信息，并将所述MMC阀注入电流发送至所述MMC外部电路仿真器，将所述各桥臂电流、功率模块电容电压和状态信息发送至所述MMC阀控装置；所述MMC外部电路仿真器根据接收到的所述MMC阀注入电流得到MMC外部电路注入电流；所述MMC阀控装置接收所述各桥臂电流、功率模块电容电压和状态信息，对所述各桥臂电流和功率模块电容电压进行排序；所述MMC外部电路仿真器将所述MMC外部电路注入电流发送至所述MMC阀仿真器，进入下一个仿真周期。2.如权利要求1所述的一种MMC功率模块级故障及保护逻辑动态模拟系统，其特征在于，所述第一仿真模块为FPGA，所述第二仿真模块为RTDS。3.一种MMC功率模块级故障及保护逻辑动态模拟方法，其特征在于，应用于一种MMC功率模块级故障及保护动态仿真系统，所述系统包括第一仿真模块、第二仿真模块、MMC阀控装置和控制保护装置；所述方法包括如下步骤：在所述第一逻辑处理器中建立功率模块级故障及保护逻辑模拟规则；其中，所述建立功率模块级故障及保护逻辑模拟规则具体为建立功率模块级故障及保护逻辑信息库、建立处理逻辑信息库及两者对应的映射关系，并定义故障控制字语法；在所述第二逻辑处理器中建立功率模块级故障及保护动作触发逻辑；在一个仿真周期内，所述第二逻辑处理器确定故障模块，根据所述故障控制字语法生成故障控制字并发送至所述第一逻辑处理器；所述MMC阀控装置根据接收到的控制保护装置的调制波信号生成触发脉冲，并将所述触发脉冲发送至所述第一逻辑处理器；所述第一逻辑处理器对接收到的所述故障控制字和所述触发脉冲进行综合判断解码，根据所述功率模块级故障及保护逻辑模拟规则生成实际触发控制字；根据所述实际触发控制字生成替代网络；根据所述替代网络得到MMC阀注入电流、各桥臂电流、功率模块电容电压和状态信息，并将所述MMC阀注入电流发送至所述MMC外部电路仿真器，将所述各桥臂电流、功率模块电容电压和状态信息发送至所述MMC阀控装置；所述MMC外部电路仿真器根据接收到的所述MMC阀注入电流得到MMC外部电路注入电流；所述MMC阀控装置接收所述各桥臂电流、功率模块电容电压和状态信息，对所述各桥臂电流和功率模块电容电压进行排序；所述MMC外部电路仿真器将所述MMC外部电路注入电流发送至所述MMC阀仿真器，进入下一个仿真周期。4.如权利要求3所述的一种MMC功率模块级故障及保护逻辑动态模拟方法，其特征在于，所述功率模块级故障及保护逻辑信息库包括如下故障类型：电容电压采样异常；上行通信故障；旁路开关误动；旁路开关拒动；IGBTforceblock；IGBTforcefire；IGBTsetfire；功率模块短路故障；下行通信故障；功率模块级保护；所述处理逻辑信息库包括如下处理逻辑：将异常...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钦磊，郭琦，饶宏，郭海平，林雪华，黄立滨，李书勇，曾冠铭，罗炜，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44