[發(fā)明專利]二極管箝位式模塊化多電平換流器子模塊等值仿真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510490045.6
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN105099245B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔文明;朱喆;許樹楷
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 何傳鋒

1.一種二極管箝位式模塊化多電平換流器子模塊等值仿真方法，所述模塊化多電平換流器由六個橋臂組成，每兩個橋臂串聯(lián)形成一個相單元，每個橋臂由數(shù)個級聯(lián)子模塊和一個橋臂電抗L串聯(lián)組成；每個所述子模塊包括反并聯(lián)連接的第一開關(guān)管S₁與第一二極管D₁、反并聯(lián)連接的第二開關(guān)管S₂與第二二極管D₂、反并聯(lián)連接的第三開關(guān)管S₃與第三二極管D₃、第四二極管D₄、第一電容C₁和第二電容C₂；其中，D₁的正極與D₂的負極連接到所述子模塊的正輸出端，D₁的負極連接到C₁的正極，C₁的負極與C₂的正極連接到D₄的負極，D₂的正極與D₃的正極連接到C₂的負極，D₃的負極與D₄的正極連接到所述子模塊的負輸出端；

其特征在于，所述仿真方法包括如下步驟：

A、仿真前，根據(jù)開關(guān)狀態(tài)與橋臂電流方向預先分析子模塊所有可能的十六種工作狀態(tài)，根據(jù)分析結(jié)果最終歸納為六種工作模式，并得到每種工作模式下C₁、C₂的電壓計算公式和子模塊的輸出電壓計算公式；

B、仿真時，根據(jù)求解時刻開關(guān)驅(qū)動信號與橋臂電流方向判斷子模塊工作模式；

C、根據(jù)步驟A所述對應工作模式下的電容電壓計算公式得到C₁、C₂的電壓；

D、根據(jù)步驟A所述對應工作模式下的子模塊輸出電壓計算公式和步驟C得到的電容電壓計算得到子模塊輸出電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真方法，其特征在于，步驟A中的第一工作模式MOD1為：兩個電容旁路；

兩個電容的電壓計算公式為：

u_c1＝U_c10

u_c2＝U_c20

u_sm＝sign(i)(u_D+u_S)

其中U_c10、U_c20 分別為C₁、C₂的初始電壓，u_D為二極管導通壓降，u_S為開關(guān)管導通壓降，sign()為求符號函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述第一工作模式MOD1分為兩種狀態(tài)：

在狀態(tài)MOD1a中，S₂和D₃導通，兩個電容旁路；

在狀態(tài)MOD1b中，S₃和D₂導通，兩個電容旁路。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真方法，其特征在于，步驟A中的第二工作模式MOD2為：兩個電容串聯(lián)；

兩個電容的電壓計算公式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的仿真方法，其特征在于，所述第二工作模式MOD2分為兩種狀態(tài)：

在狀態(tài)MOD2a中，D₁和D₃導通，兩個電容串聯(lián)充電；

在狀態(tài)MOD2b中，S₁和S₃導通，兩個電容串聯(lián)放電。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真方法，其特征在于，步驟A中的第三工作模式MOD3為：D₂和D₄導通，C₁旁路，C₂充電；

兩個電容的電壓計算公式為：

u_c1＝U_c10