[發(fā)明專利]一種CDSM-MMC橋臂電磁暫態(tài)建模方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710023969.4
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106787890B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田鵬飛;張星;徐得超;彭紅英;劉敏;孫麗香;穆清;王峰;陳緒江;徐樹文;林因;吳丹岳;黃道姍;黃霆;劉智煖;蘇清梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487;H02J3/36
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種CDSM-MMC橋臂電磁暫態(tài)建模方法，所述CDSM為鉗位雙子模塊，其特征在于，所述方法包括：

確定CDSM的狀態(tài)；

若所述CDSM的狀態(tài)是非閉鎖狀態(tài)，建立非閉鎖狀態(tài)且非故障工況下CDSM-MMC橋臂電磁暫態(tài)模型，以及根據(jù)CDSM的故障特性建立非閉鎖狀態(tài)且故障工況下的CDSM-MMC橋臂電磁暫態(tài)模型；

若所述CDSM的狀態(tài)是閉鎖狀態(tài)，建立閉鎖狀態(tài)下CDSM-MMC橋臂電磁暫態(tài)模型；

所述CDSM包括IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C1和電容C2；

所述二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5的陽極分別與IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5的發(fā)射極連接，二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5的陰極分別與IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5的集電極連接，形成開關(guān)組T1、開關(guān)組T2、開關(guān)組T3、開關(guān)組T4和開關(guān)組T5；

IGBT1的集電極連接二極管D6的陰極，二極管D6的陽極同時(shí)連接IGBT3的集電極、IGBT5的集電極以及電容C2的第一端，IGBT3的發(fā)射極連接IGBT4的集電極，IGBT4的發(fā)射極同時(shí)連接電容C2的第二端和二極管D7的陽極，二極管D7的陰極同時(shí)連接IGBT2的發(fā)射極和IGBT5的發(fā)射極，IGBT2的集電極連接IGBT1的發(fā)射極，電容C1的第一端連接二極管D6陰極，其第二端連接二極管D7陰極；所述CDSM的端口記為N1和N2，N1連接IGBT1的發(fā)射極，N2連接IGBT4集電極；

所述確定CDSM的狀態(tài)包括：

若CDSM中的IGBT5導(dǎo)通，IGBT1和IGBT4導(dǎo)通，同時(shí)IGBT2和IGBT3關(guān)斷，CDSM為雙投入狀態(tài)；

若IGBT5導(dǎo)通，IGBT1和IGBT4關(guān)斷，同時(shí)IGBT2和IGBT3導(dǎo)通，CDSM為雙旁路狀態(tài)；

若IGBT5導(dǎo)通，IGBT1和IGBT3導(dǎo)通，同時(shí)IGBT2和IGBT4關(guān)斷，CDSM為單投單旁狀態(tài)；

若IGBT5導(dǎo)通，IGBT2和IGBT4導(dǎo)通，同時(shí)IGBT1和IGBT3關(guān)斷，CDSM為單旁單投狀態(tài)；

若IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5均關(guān)斷，CDSM為閉鎖狀態(tài)；

所述建立非閉鎖狀態(tài)且非故障工況下CDSM-MMC橋臂電磁暫態(tài)模型包括：

建立非閉鎖狀態(tài)且非故障工況下CDSM-MMC橋臂中每個(gè)CDSM的電磁暫態(tài)等效模型；

將每個(gè)CDSM的電磁暫態(tài)等效模型中電阻和電壓源分別求和得到非閉鎖狀態(tài)且非故障工況下CDSM-MMC橋臂電磁暫態(tài)模型；

所述建立非閉鎖狀態(tài)且非故障工況下CDSM-MMC橋臂中每個(gè)CDSM的電磁暫態(tài)等效模型包括：

將開關(guān)組T1、開關(guān)組T2、開關(guān)組T3、開關(guān)組T4和開關(guān)組T5分別等效為電阻R_T1、電阻R_T2、電阻R_T3、電阻R_T4和電阻R_T5，將電容C1和電容C2的電流按照差分方程表示為：

其中，C₁和C₂分別為電容C1和電容C2的容值，Δt為仿真步長，i_C1(t)和i_C2(t)分別為t時(shí)刻電容C1和電容C2的電流，i_C1(t-Δt)和i_C2(t-Δt)分別為t-Δt時(shí)刻電容C1和電容C2的電流，u_C1(t)和u_C2(t)分別為t時(shí)刻電容C1和電容C2的電壓，u_C1(t-Δt)和u_C2(t-Δt)分別為t-Δt時(shí)刻電容C1和電容C2的電壓；

CDSM處于非閉鎖狀態(tài)下，二極管D6和二極管D7一直關(guān)斷，二極管D6的等效電阻R_D6和二極管D7的等效電阻R_D7為無窮大，將電容C1等效為電流源I_CS1和電阻R_C1并聯(lián)的形式，并將電容C2等效為電流源I_CS2和電阻R_C2并聯(lián)的形式，電阻R_C1的阻值和電阻R_C2的阻值分別表示為：

且有：

其中，I_CS1(t-Δt)和I_CS2(t-Δt)分別為t-Δt時(shí)刻電流源I_CS1和電流源I_CS2的電流；

將電流源I_CS1、電阻R_C1、電阻R_T1、電阻R_T2等效為電壓源U_eq1和電阻R_eq1串聯(lián)的形式，并將電流源I_CS2、電阻R_C2、電阻R_T3、電阻R_T4等效為電壓源U_eq2和電阻R_eq2串聯(lián)的形式，于是形成電壓源U_eq1、電阻R_eq1、電阻R_T5、電壓源U_eq2和電阻R_eq2串聯(lián)的形式；且有：

其中，U_eq1(t)、U_eq2(t)分別為t時(shí)刻電壓源U_eq1、電壓源U_eq2的電壓，R_eq1(t)、R_eq2(t)分別為電阻R_eq1、電阻R_eq2的阻值，R_T1(t)、R_T2(t)、R_T3(t)、R_T4(t)和R_T5(t)分別為電阻R_T1、電阻R_T2、電阻R_T3、電阻R_T4的阻值。