一种考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法。该方法在MMC开关模型下计算子模块电压传感器噪声表达式，并结合选择的子模块电压传感器等效电路，可得到电压传感器采样噪声与占空比、寄生电阻、寄生电容之间的关系。而在MMC的平均值模型中，无法准确求得子模块电压传感器的采样噪声，因此，在忽略转换器产生的开关频率分量的情况下，构建MMC平均值模型，将噪声单元集成到子模块采样电路中，在子模块电容电压中叠加噪声分量。仿真结果也说明，在子模块电压传感器噪声较大时，受桥臂环流中的谐波分量影响，在子模块电容电压上产生谐波电压分量，影响系统安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法
本专利技术专利涉及柔性直流输电中一种考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法，属于电力

技术介绍
模块化多电平转换器(MMC)作为新一代的电压源型换流器已广泛运用于各种中压和高压领域，如海上风电场，高压直流输电和交流输电系统等应用中。与其他电源转换器相比，MMC具有易于扩展，高压质量，较小的滤波器尺寸等显著优势。MMC在拥有众多优势的同时，对模型的精准度要求也非常高。现如今，MMC模型主要分为开关模型和平均值模型两种。在开关模型中，对子模块中的功率元器件进行详细排列描述。由于模型没有简化，开关模型具有良好的准确性，并且还可以描述与开关相关的问题。但是，代价是模型复杂，导致仿真时间过长。为了节省计算资源，提高仿真速度，通过忽略切换细节提出了平均值模型。子模块由受控的电压和电流源组成，其状态在每个开关周期中仅计算一次。在子模块数量较多的MMC系统中，平均值模型已得到了研究验证。近年来，具有改善的开关性能的新型功率半导体迅速发展。同时，紧凑的子模块设计对于增加功率密度是有积极作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法，其特征在于：/n步骤S1：子模块电压传感器等效电路构建与子模块电压波形叠加环节，根据MMC开关模型下子模块电压传感器的等效电路，通过寄生电阻和电容间耦合得到的噪声同电容电压的叠加，得到考虑采样噪声下的子模块电容电压波形示意图。/n步骤S2：子模块电压传感器噪声计算环节，根据电容电压波形示意图，通过积分运算得到MMC开关模型下子模块电压传感器噪声表达式。/n步骤S3：平均值模型噪声集成环节，由于平均值模型中无法准确得到采样噪声，将采样噪声单元集成到MMC平均值模型中。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法，其特征在于：
步骤S1：子模块电压传感器等效电路构建与子模块电压波形叠加环节，根据MMC开关模型下子模块电压传感器的等效电路，通过寄生电阻和电容间耦合得到的噪声同电容电压的叠加，得到考虑采样噪声下的子模块电容电压波形示意图。
步骤S2：子模块电压传感器噪声计算环节，根据电容电压波形示意图，通过积分运算得到MMC开关模型下子模块电压传感器噪声表达式。
步骤S3：平均值模型噪声集成环节，由于平均值模型中无法准确得到采样噪声，将采样噪声单元集成到MMC平均值模型中。


2.根据权利要求1所述的考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法，其特征为步骤S1中的桥臂子模块电压和的表达式为：



式中，Carm为桥臂电容之和；m为j相电压调制比；ω基波角频率；为输出电流相位；idiffj为j相环流；ij为交流测输出电流。
子模块电压传感器噪声会对电容电压产生影响，基于此，绘制电压传感器的等效电路，方便后文中对采样噪声的计算处理。


3.根据权利要求1所述的考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法，其特征为步骤S2中的子模块电压传感器噪声计算环节为：
在第n+1个周期内，采样噪声可以表达为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雷，周欣，张育粱，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43