状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法，包括：分别获取模块化多电平换流器以及外部电力网络的拓扑结构参数和电力参数；生成外部电力网络的状态方程模型；计算投入电容的子模块的计算系数和切除电容的子模块的计算系数；按照预设的仿真参数对模块化多电平换流器进行仿真计算；构造投入、切除电容的子模块的等效加速模型；构造包含模块化多电平换流器等效加速模型的待仿真电力系统整体模型；采用待仿真电力系统整体模型执行模块化多电平换流器的仿真任务。本发明专利技术公开的一种方法，能够提高状态空间框架下的模块化多电平换流器仿真效率，解决现有技术中仿真精确性和效率较低的问题。本发明专利技术还公开了一种装置和存储介质。

【技术实现步骤摘要】
状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法及装置
本专利技术涉及换流器仿真
，尤其涉及一种状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法、装置及存储介质。
技术介绍
随着全控型电力电子器件的发展，使用由其构成的电压源换流器(VSC)进行直流输电成为可能；其中，电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)技术可以实现有功和无功功率的快速解耦控制，与传统直流输电相比优点较为显著，因此其在电力系统中的应用越来越多。模块化多电平换流器(MMC)使用子模块串联的方法，避免了大量开关器件的直接串联，并且对器件的开关一致性要求偏低，可以达到很高的电平数，输出特性好，适用于VSC-HVDC输电领域。但是MMC电路往往包含大量的MMC子模块，实际应用中MMC换流站的每个桥臂一般含有数百个MMC子模块，整个换流站则含有上千个子模块，每个子模块又包含至少两个开关，这对电磁暂态仿真的精度和计算效率提出了极大的挑战。现有技术中，传统的电磁暂态仿真工具大多基于节点分析法构建，基于该方法的这类算法程序被称为电磁暂态程序(Electro-Magne本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法，其特征在于，包括：/n分别获取模块化多电平换流器以及外部电力网络的拓扑结构参数和电力参数；/n根据所述外部电力网络的拓扑结构参数生成所述外部电力网络的状态方程模型；/n根据所述模块化多电平换流器的拓扑结构参数和电力参数，计算投入电容的子模块的计算系数和切除电容的子模块的计算系数；/n按照预设的仿真参数对所述模块化多电平换流器进行仿真计算；/n根据所述外部电力网络的状态方程模型、投入电容的子模块的计算系数和切除电容的子模块的计算系数，构造投入、切除电容的子模块的等效加速模型，获得所述模块化多电平换流器中各桥臂状态变量；/n根据所述各桥臂状态变...

【技术特征摘要】
1.一种状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法，其特征在于，包括：
分别获取模块化多电平换流器以及外部电力网络的拓扑结构参数和电力参数；
根据所述外部电力网络的拓扑结构参数生成所述外部电力网络的状态方程模型；
根据所述模块化多电平换流器的拓扑结构参数和电力参数，计算投入电容的子模块的计算系数和切除电容的子模块的计算系数；
按照预设的仿真参数对所述模块化多电平换流器进行仿真计算；
根据所述外部电力网络的状态方程模型、投入电容的子模块的计算系数和切除电容的子模块的计算系数，构造投入、切除电容的子模块的等效加速模型，获得所述模块化多电平换流器中各桥臂状态变量；
根据所述各桥臂状态变量构造包含模块化多电平换流器等效加速模型的待仿真电力系统整体模型；
采用所述待仿真电力系统整体模型执行所述模块化多电平换流器的仿真任务。


2.如权利要求1所述的一种状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法，其特征在于，所述外部电力网络的状态方程模型，具体包括：



式中，y为外部电力网络的状态变量，Ae，Beu，Bev和Ce为外部电力网络的状态方程系数矩阵，u和vw为输入变量，iw为输出变量，下标w在{ua，la，ub，lb，uc，lc}中取值，分别代表a相上桥臂、a相下桥臂、b相上桥臂、b相下桥臂、c相上桥臂、c相下桥臂，vw为各桥臂端电压，iw为各桥臂电流。


3.如权利要求2所述的一种状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法，其特征在于，所述计算投入电容的子模块的计算系数，具体包括：



所述计算切除电容的子模块的计算系数，具体包括：



式中，ap为投入电容的子模块的计算系数，aq为切除电容的子模块的计算系数，Csm为子模块内电容的大小，Ron，Roff分别为开关模型导通和闭合的阻值。


4.如权利要求3所述的一种状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法，其特征在于，所述按照预设的仿真参数对所述模块化多电平换流器进行仿真计算，具体包括：
设置仿真步长为Δt，仿真总时长为Tend，当前时步数n＝0，重同步标志位fsy＝0，当前时刻tn＝t0，t0为仿真初始时刻，设置当前状态为xn＝x0，xn为tn时刻外部电力网络的状态变量和模块化多电平换流器的所有电容电压，x0为xn在t0时刻的初始值，计算初始时刻的各桥臂电流iw和控制系统结果，得到当前开关状态，得到每个桥臂投入电容的子模块数量αw，切除电容的子模块数量βw，下标w在{ua，la，ub，lb，uc，lc}中取值，启动仿真计算。


5.如权利要求4所述的一种状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法，其特征在于，所述投入、切除电容的子模块的等效加速模型，具体包括：



式中，Pw，Qw为各桥臂状态变量；vw为各桥臂端电压，下标w在{ua，la，ub，lb，uc，lc}中取值。


6.如权利要求5所述的一种状态空间框架下的模块化多电平换流器的仿真方法，其特征在于，所述根据所述各桥臂状态变量构造包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟鹤峰，洪潮，赵利刚，王长香，周挺辉，甄鸿越，黄冠标，吴小珊，徐原，
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