电力电子换流器实时仿真的电磁暂态仿真方法技术

一种电力电子换流器实时仿真的电磁暂态仿真方法，其最大特点在于将可以采用极小的纳秒级步长进行建模，同时考虑硬件计算能力采用微秒级仿真步长进行仿真。为此首先以纳秒级步长构建电力电子换流器离散状态空间模型，以历史电流为状态变量，节点电压与支路电流为输出变量，描述电力电子换流器的工作状态，通过对其系数矩阵进行重构，并以微秒级步长对电力电子换流器离散状态空间模型进行仿真求解。本发明专利技术采用微秒级仿真步长进行仿真，并达到纳秒级步长的仿真精度的同时，可以使L/C开关模型在开关动作后的暂态误差快速收敛，有效解决了传统实时仿真开关模型存在的虚拟功率损耗问题，极大提高了仿真精度。

【技术实现步骤摘要】
电力电子换流器实时仿真的电磁暂态仿真方法
本专利技术涉及电力系统，特别是一种电力电子换流器实时仿真的电磁暂态仿真方法。
技术介绍
20世纪60年代后期，加拿大的H.W.Dommel博士开发了进行电力系统电磁暂态仿真研究的数字计算机算法，一般称为EMTP(electromagnetictransientsprogram)。电磁暂态仿真主要可以分为离线仿真和实时仿真。一般来说，进行离线仿真所需的计算时间要远多于所研究的暂态现象的持续时间，尤其是对含高频开关的电力电子换流器系统，严重制约了仿真效率。而实时仿真可以保证仿真器内部时钟与现实世界时钟的精确同步，通过计算机电力电子换流器仿真模型与实际保护与控制装置的相互配合，提供高度模拟现场实际的测试环境，极大地提高了仿真效率。对于精度要求较高的实时仿真，电力电子换流器一般以电力电子开关为基本单元进行建模，常见的电力电子开关模型主要分为以下两种：1、二值电阻(Ron/Roff)模型：在开关导通时等效为阻值很小的电阻，开关关断时等效为阻值很大的电阻。当开关动作时，二值电阻模型会导致电力电子换流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力电子换流器实时仿真的电磁暂态仿真方法，其特征在于该方法包括下列步骤：/n步骤(1)对电力电子换流器及其所在电路的支路和节点分别进行编号，其中接地节点的编号为0；形成电力电子换流器系统的关联矩阵K，关联矩阵K的行数为节点数N

【技术特征摘要】
1.一种电力电子换流器实时仿真的电磁暂态仿真方法，其特征在于该方法包括下列步骤：
步骤(1)对电力电子换流器及其所在电路的支路和节点分别进行编号，其中接地节点的编号为0；形成电力电子换流器系统的关联矩阵K，关联矩阵K的行数为节点数Nn，列数为支路数Nb，其形成规则如下：
1)如果节点i和支路j相连接，当电流从节点i流向支路j时，则K(mij)＝1；
2)如果节点i和支路j相连接，当电流从支路j流向节点i时，则K(mij)＝-1；
3)如果节点i和支路j不相连时，则K(mij)＝0；
步骤(2)对电力电子换流器系统的电阻支路、电感支路、电容支路和开关支路进行离散化，得到由一个历史电流源和一个等效导纳并联的离散等效模型，独立电压源支路用一个历史电流源和一个等效导纳并联的离散等效模型替换，其中采用步长h进行离散化：
电阻支路离散等效模型的等效导纳表示为：
电阻支路离散等效模型不包含历史电流源：IhR＝0
其中，R是电阻支路的电阻值；
电感支路离散等效模型的等效导纳表示为：
电感支路离散等效模型的历史电流源表示为：IhL(t)＝iL(t-h)
其中，L是电感支路的电感值，iL(t-h)是上一仿真时刻电感支路的支路电流；
电容支路离散等效模型的等效导纳表示为：
电容支路离散等效模型的历史电流源表示为：IhC(t)＝-YbCuC(t-h)
其中，C是电容支路的电容值，uC(t-h)是上一仿真时刻电容支路的支路电压；
令开关的等效导纳为：YbSW＝1；
导通时，开关支路离散等效模型的历史电流源表示为：IhSW(t)＝iSW(t-h)；
关断时，开关支路离散等效模型的历史电流源表示为：IhSW(t)＝-YbSWuSW(t-h)；
其中，iSW(t-h)是上一仿真时刻开关支路的支路电流，uSW(t-h)是上一仿真时刻开关支路的支路电压；
如果当前仿真时刻t是仿真初始时刻，则所有支路的历史...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪可友，李子润，徐晋，吴盼，李国杰，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31