[發(fā)明專利]基于MMC的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、仿真方法及MMC閥仿真器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710174797.0
• 申請(qǐng)日: 2017-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106845041B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐開(kāi)健;郭海平;林雪華;郭琦;伍文聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06F30/367
• 分類號(hào): G06F30/367
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種基于MMC的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、仿真方法及MMC閥仿真器，涉及電力系統(tǒng)仿真領(lǐng)域，通過(guò)大小步長(zhǎng)仿真的結(jié)合，既保證了小步長(zhǎng)仿真的精確性，又利用了大步長(zhǎng)仿真的快速性，降低了仿真所需要的資源，達(dá)到了仿真效率和仿真精度之間的平衡。該系統(tǒng)包括：MMC外部控制器，MMC閥仿真器和MMC外部電路仿真器，MMC外部控制器用于以第一仿真步長(zhǎng)向MMC閥仿真器發(fā)送控制脈沖信號(hào)；MMC外部電路仿真器用于以第二仿真步長(zhǎng)向MMC閥仿真器發(fā)送等值電路的第一參數(shù)；MMC閥仿真器用于以第一仿真步長(zhǎng)根據(jù)MMC外部控制器發(fā)送的控制脈沖信號(hào)和等值電路的第一參數(shù)仿真計(jì)算獲得仿真結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真領(lǐng)域，尤其涉及一種基于MMC的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、MMC閥仿真器進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真的方法及MMC閥仿真器。

背景技術(shù)

全球電力系統(tǒng)架構(gòu)正日益從集中發(fā)電、超高壓輸電演變?yōu)樵絹?lái)越多的分布式發(fā)電和配電。這種轉(zhuǎn)變對(duì)電力電子設(shè)備需求不斷增多，如高壓直流輸電、柔性交流輸電以及直流源(光伏發(fā)電)或變頻源(風(fēng)力發(fā)電)等并網(wǎng)設(shè)備。電力電子換流器發(fā)展迅速，表現(xiàn)在電路電子器件和拓?fù)浞矫娑极@得了很大發(fā)展。

模塊化多電平換流器(Modular?Multilevel?Converter，簡(jiǎn)稱MMC)是電壓源型換流器的一種比較新穎的拓?fù)漕愋停啥鄠€(gè)級(jí)聯(lián)的子模塊(Sub-Module,SM)組成，這些子模塊可以是半橋子模塊或者全橋子模塊。MMC以其便于模塊化設(shè)計(jì)、制造升級(jí)靈活、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而成為先進(jìn)的電力電子變換器，被廣泛應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)中。近年來(lái)，隨著更加新穎的MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的出現(xiàn)以及其控制方式的不斷發(fā)展，MMC的電壓等級(jí)以及功率輸送能力得到了很大的提升，這使得大功率的柔性高壓直流輸電成為了未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

傳統(tǒng)的電磁暫態(tài)典型實(shí)時(shí)仿真步長(zhǎng)是50～100μs，但由于MMC閥中，一般具有幾十乃至幾百個(gè)子模塊，這些子模塊的絕緣柵雙極型晶體管(Insulated?Gate?BipolarTransistor，IGBT)快速通斷，具有極高的開(kāi)關(guān)頻率，因此大步長(zhǎng)仿真無(wú)法滿足其仿真模擬要求。因此，為準(zhǔn)確模擬MMC中大量開(kāi)關(guān)器件的高頻特性，必須采用更小的仿真步長(zhǎng)來(lái)提高仿真精度。但若對(duì)MMC閥和除MMC閥以外的交直流電路的仿真都采用小步長(zhǎng)(小于3μs)仿真，則會(huì)過(guò)度占用仿真資源，降低仿真的速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于MMC的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、MMC閥仿真器進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真的方法及MMC閥仿真器，通過(guò)大小步長(zhǎng)仿真的結(jié)合，既保證了小步長(zhǎng)仿真的精確性，又利用了大步長(zhǎng)仿真的快速性，降低了仿真所需要的資源，達(dá)到了仿真效率和仿真精度之間的平衡。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于MMC的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：MMC外部控制器，MMC閥仿真器和MMC外部電路仿真器，其中，所述MMC外部控制器，所述MMC閥仿真器用于模擬MMC閥電路，所述MMC外部電路仿真器用于模擬除MMC閥以外的交直流電路，所述除MMC閥以外的交直流電路包含所述MMC閥電路的等值電路；

所述MMC外部控制器用于以第一仿真步長(zhǎng)向所述MMC閥仿真器發(fā)送控制脈沖信號(hào)；

所述MMC外部電路仿真器用于以第二仿真步長(zhǎng)向所述MMC閥仿真器發(fā)送所述等值電路的第一參數(shù)，所述第二仿真步長(zhǎng)大于所述第一仿真步長(zhǎng)；

所述MMC閥仿真器用于以第一仿真步長(zhǎng)根據(jù)所述MMC外部控制器發(fā)送的控制脈沖信號(hào)和所述等值電路的第一參數(shù)仿真計(jì)算獲得仿真結(jié)果，其中，該第一參數(shù)為若所述MMC閥仿真器接收到所述MMC外部電路仿真器發(fā)送的所述等值電路的第一參數(shù)時(shí)，則第一參數(shù)為所述MMC外部電路仿真器發(fā)送的，否則，該第一參數(shù)為所述MMC閥仿真器計(jì)算得到的。

可選的，所述MMC外部控制器和所述MMC外部電路仿真器均通過(guò)光纖與所述MMC閥仿真器連接。