柔性直流输电系统功率子模块损耗的计算方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种柔性直流输电系统功率子模块损耗的计算方法，包括：输入柔性直流输电系统的系统参数信息；根据系统参数信息计算出换流变压器的无功、换流阀阀侧电流幅值、桥臂电流二倍频环流幅值、换流阀阀侧电压和换流阀阀侧电流之前的相位差、桥臂电流二倍频环流的初相位；计算出桥臂电流；计算出导通模块数；计算出全控型开关器件的通态压降，全控型开关器件的开通能量，全控型开关器件的关断能量，二极管的通态压降，二极管的反向恢复能量；计算出全控型开关器件的通态损耗，全控型开关器件的开通损耗，全控型开关器件的关断损耗，二极管的通态损耗，二极管的反向恢复损耗。本申请操作方便，计算速度快，结果精度高，极大提升了工作效率。了工作效率。了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
柔性直流输电系统功率子模块损耗的计算方法及装置


[0001]本申请涉及柔性直流输电
，尤其涉及一种柔性直流输电系统功率子模块损耗的计算方法及装置。

技术介绍

[0002]柔性直流输电系统具有控制灵活、潮流双向流动、提供无功支撑、无换相失败、谐波水平低等特点，其独特的技术优势非常适合异步电网互联、新能源接入、孤岛供电等领域。柔性直流输电系统由功率子模块级联组成，柔直换流阀内部存在大量功率半导体开关器件，当桥臂电流流过功率子模块开关器件以及开关器件在投切过程中均会产生损耗，而每个柔直工程在设计过程中损耗计算必不可少，损耗大小直接影响系统的经济性。
[0003]目前常用的损耗计算方法为PSCAD/EMTDC(Power Systems Computer Aided Design/Electromagnetic Transients including DC，电磁暂态仿真软件)离线实时仿真法，搭建和调试仿真模型耗费大量时间精力，整个计算过程繁复且效率低下，因此一种不依赖离线实时仿真的功率子模块损耗的简化计算方法尤为重要。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电系统功率子模块损耗的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：输入柔性直流输电系统的系统参数信息，其中，所述系统参数信息包括固定输入信息和可变输入信息，所述固定输入信息包括直流电压U
dc
、换流变压器网侧电压V
S
、换流变压器阀侧电压V
V
、换流变压器漏抗X
link
％、模块电容C0、桥臂电感L0、系统角频率w、模块运行电压U
run
、模块基准电压U
base
、开关器件数据手册或实测的曲线温度T1和T2、T1温度下全控型开关器件关于桥臂电流的通态压降表达式VT[i
arm
(t)，T1]、T1温度下全控型开关器件关于桥臂电流的开通能量表达式E
onT
[i
arm
(t)，T1]、T1温度下全控型开关器件关于桥臂电流的关断能量表达式E
offT
[i
arm
(t)，T1]、T2温度下全控型开关器件关于桥臂电流的通态压降表达式VT[i
arm
(t)，T2]、T2温度下全控型开关器件关于桥臂电流的开通能量表达式E
onT
[i
arm
(t)，T2]、T2温度下全控型开关器件关于桥臂电流的关断能量表达式E
offT
[i
arm
(t)，T2]、T1温度下二极管关于桥臂电流的通态压降表达式VD[i
arm
(t)，T1]、T1温度下二极管关于桥臂电流的反向恢复能量表达式E
recD
[i
arm
(t)，T1]、T2温度下二极管关于桥臂电流的通态压降表达式VD[i
arm
(t)，T2])、T2温度下二极管关于桥臂电流的反向恢复能量表达式E
recD
[i
arm
(t)，T2]、桥臂无冗余模块数N、桥臂含冗余模块数N
tol
，所述可变输入信息包括公共连接点的有功功率Ps、公共连接点的无功功率Qs、模块开关频率f、上臂全控型开关器件的芯片温度T
Tup
、下臂全控型开关器件的芯片温度T
Tdn
、上臂二极管的芯片温度T
Dup
、下臂二极管的芯片温度T
Ddn
、二倍频环流含量I
r2m_pu
；根据所述系统参数信息计算出换流变压器的无功Q
t
、换流阀阀侧电流幅值I
v
、桥臂电流二倍频环流幅值I
r2m
、换流阀阀侧电压和换流阀阀侧电流之前的相位差θ、桥臂电流二倍频环流的初相位θ
t
；计算出桥臂电流i
arm
(t)；计算出导通模块数N
on
(t)；计算出全控型开关器件的通态压降VT
Tup
[i
arm
(t)，T
Tup
]、VT
Tdn
[i
arm
(t)，T
Tdn
]，全控型开关器件的开通能量E
onTup
[i
arm
(t)，T
Tup
]、E
onTdn
[i
arm
(t)，T
Tdn
]，全控型开关器件的关断能量E
offTup
[i
arm
(t)，T
Tup
]、E
offTdn
[i
arm
(t)，T
Tdn
]，二极管的通态压降VD
Dup
[i
arm
(t)，T
Dup
]、VD
Ddn
[i
arm
(t)，T
Ddn
]，二极管的反向恢复能量E
recDup
[i
arm
(t)，T
Dup
]、E
recDdn
[i
arm
(t)，T
Tdn
]；计算出全控型开关器件的通态损耗P
conTup
、P
conTdn
，全控型开关器件的开通损耗P
onTup
、P
onTdn
，全控型开关器件的关断损耗P
offTup
、P
offTdn
，二极管的通态损耗P
conDup
、P
conDdn
，二极管的反向恢复损耗P
recDup
、P
recDdn
。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述系统参数信息计算出换流阀阀侧电流幅值I
v
，包括：根据公式一计算出换流阀阀侧电流幅值I
v
，其中，公式一为：3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述系统参数信息计算出换流阀阀侧电压和换流阀阀侧电流之前的相位差θ，包括：根据公式二计算出换流阀阀侧电压和换流阀阀侧电流之前的相位差θ，其中，公式二为：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述系统参数信息计算出桥臂电流二倍频环流幅值I
r2m
，包括：根据公式三计算出桥臂电流二倍频环流幅值I
r2m
，公式三为：其中，其中，m为调制比U
dc
为直流电压，I
dc
为直流电流。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算出桥臂电流i
arm
(t)，包括：根据公式四计算出桥臂电流i
arm
(t)，其中，公式四为：6.如权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光明，王川，靳志会，党亮亮，王娟娟，徐成根，杨刚，
申请(专利权)人：中广核太阳能开发有限公司，
类型：发明
国别省市：