一种锂电池储能型MMC的等效仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电池储能型MMC的等效仿真方法，包括：(1)获取MMC运行参数；(2)根据MMC运行参数，构建MMC各桥臂等效电路并确定桥臂等效电路中各等效元件的参数；(3)根据桥臂等效电路建立MMC仿真模型，基于桥臂中子模块t时刻的电气量对该模型进行仿真计算，得到外电路t+Δt时刻的电气量；(4)根据外电路t+Δt时刻的电气量计算出桥臂中各子模块t+Δt时刻的电气量。本发明专利技术填补了目前锂电池储能型MMC等效仿真建模的空白，能为未来工程设计提供一定的参考，通用性强，理论上该等效仿真方法不但适用于桥臂中全部子模块都正常运行或全部子模块都闭锁的情况，也适用于桥臂中部分子模块闭锁的情况。

An equivalent simulation method of MMC with lithium battery energy storage

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池储能型MMC的等效仿真方法
本专利技术属于电力系统输配电
，具体涉及一种锂电池储能型MMC的等效仿真方法。
技术介绍
我国能源资源与能源需求呈逆向分布格局，需要在全国范围优化能源资源配置，其中高压直流输电技术是实现远距离大容量输电的重要技术手段。到目前为止，基于模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter，MMC)的柔性直流输电技术最具有应用前景。现有理论研究及工程实践表明，交直流互联电网中交流系统和直流系统存在较强的相互影响，主要体现在如下三个方面：1.送端交流故障可以通过直流系统影响到受端交流系统。当故障导致送端换流站母线电压严重跌落时，送端换流站从交流系统吸收有功功率的能力受到限制，这意味着受端换流站注入系统的功率瞬时降低，进而对受端交流系统产生扰动。2.受端交流故障可以通过直流系统影响到送端交流系统。对于受端的MMC换流站而言，当故障导致受端换流站母线电压严重跌落时，受端换流站的有功功率送出受阻，直流系统瞬时大功率盈余，直流侧出现严重过电压，进而引发受端MMC换流站闭锁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池储能型MMC的等效仿真方法，所述MMC为三相六桥臂结构，每个桥臂均由一个桥臂电抗和多个储能型子模块级联构成；所述等效仿真方法包括如下步骤：/n(1)获取MMC运行参数；/n(2)根据所述MMC运行参数，构建MMC各桥臂的等效电路，并确定桥臂等效电路中各等效元件的参数；/n(3)根据所述桥臂等效电路建立MMC的仿真模型，对于MMC的任一桥臂，基于桥臂中各子模块t时刻的电气量对模型进行仿真计算，得到t+Δt时刻的桥臂电流i

【技术特征摘要】
1.一种锂电池储能型MMC的等效仿真方法，所述MMC为三相六桥臂结构，每个桥臂均由一个桥臂电抗和多个储能型子模块级联构成；所述等效仿真方法包括如下步骤：
(1)获取MMC运行参数；
(2)根据所述MMC运行参数，构建MMC各桥臂的等效电路，并确定桥臂等效电路中各等效元件的参数；
(3)根据所述桥臂等效电路建立MMC的仿真模型，对于MMC的任一桥臂，基于桥臂中各子模块t时刻的电气量对模型进行仿真计算，得到t+Δt时刻的桥臂电流iarm(t+Δt)以及闭锁电流icsm(t+Δt)，t为自然数，Δt为仿真步长；
(4)根据t+Δt时刻的桥臂电流iarm(t+Δt)以及闭锁电流icsm(t+Δt)计算出桥臂中各子模块t+Δt时刻的电气量。


2.根据权利要求1所述的等效仿真方法，其特征在于：所述MMC运行参数包括MMC各桥臂电流以及各子模块中的开关状态。


3.根据权利要求1所述的等效仿真方法，其特征在于：所述储能型子模块包括四个带反并联二极管的IGBT管T1～T4、一个电容C0、一个电感L1以及一个储能锂电池；其中，IGBT管T1的集电极与电容C0的正极以及IGBT管T3的集电极相连，IGBT管T1的发射极与IGBT管T2的集电极相连并作为子模块的正极，IGBT管T2的发射极与电容C0的负极、IGBT管T4的发射极以及储能锂电池的负极相连并作为子模块的负极，IGBT管T3的发射极与IGBT管T4的集电极以及电感L1的一端相连，电感L1的另一端与储能锂电池的正极相连，四个IGBT管T1～T4的基极均接收外部控制设备提供的开关信号。


4.根据权利要求3所述的等效仿真方法，其特征在于：所述储能锂电池的等效电路为一阶RC电路，其由一个理想电压源Ubat0、两个电阻Rbat0～Rbat1和一个电容Cbat0组成；其中，电容Cbat0的负极与电阻Rbat0的一端相连并作为锂电池的正极，电容Cbat0的正极与电阻Rbat0的另一端以及电阻Rbat1的一端相连，电阻Rbat1的另一端与理想电压源Ubat0的正极相连，理想电压源Ubat0的负极作为锂电池的负极。


5.根据权利要求4所述的等效仿真方法，其特征在于：对于MMC的任一桥臂，其等效电路由三个等效电阻Req1～Req3、两个等效电压源Ueq1～Ueq2以及两个等效二极管Deq1～Deq2构成；其中，等效电压源Ueq1的正极作为桥臂等效电路的正极，等效电压源Ueq1的负极与等效电阻Req1的一端相连，等效电阻Req1的另一端与等效二极管Deq1的阳极、等效二极管Deq2的阴极以及等效电阻Req3的一端相连，等效二极管Deq1的阴极与等效电压源Ueq2的正极相连，等效电压源Ueq2的负极与等效电阻Req2的一端相连，等效电阻Req2的另一端与等效二极管Deq2的阳极以及等效电阻Req3的另一端相连并作为桥臂等效电路的负极。


6.根据权利要求5所述的等效仿真方法，其特征在于：对于MMC的任一桥臂，通过以下公式计算确定该桥臂等效电路中各等效元件的参数；









Rtemp1_j(t)＝RCbat0_j(t)·Rbat0_j(t)/[RCbat0_j(t)+Rbat0_j(t)]+Rbat1_j(t)+RL1_j(t)
Rtemp2_j(t)＝R4_j(t)·Rtemp1_j(t)/[R4_j(t)+Rtemp1_j(t)]+R3_j(t)
Rtemp3_j(t)＝RC0_j(t)·Rtemp2_j(t)/[RC0_j(t)+Rtemp2_j(t)]
Utemp1_j(t)＝-Uceq1_j(t)·Rbat0_j(t)/[RCbat0_j(t)+Rbat0_j(t)]+Ubat0_j(t)+Uleq1_j(t)
Utemp2_j(t)＝Utemp1_j(t)·R4_j(t)/[R4_j(t)+Rtemp1_j(t)]
Utemp3_j(t)＝[Utemp2_j(t)·RC0_j(t)+Uceq0_j(t)·Rtemp2_j(t)]/[RC0_j(t)+Rtemp2_j(t)]
Uceq0_j(t)＝UC0_j(t)+RC0_j(t)·iC0_j(t)
Uceq1_j(t)＝UCbat0_j(t)+RCbat0_j(t)·iCbat0_j(t)
Uleq1_j(t)＝UL1_j(t)+RL1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周原冰，肖晋宇，侯金鸣，刘耀，吴佳玮，赵小令，徐政，张哲任，徐雨哲，
申请(专利权)人：全球能源互联网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11