[發明專利]一種線性均壓排序方法及裝置

在審

• 申請號: 201810681930.6
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108959756A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 朱良合;盛超;駱潘鈿;陳曉科;楊汾艷;黃輝;劉正富;唐釀;余超耘;張健;王紅星;肖磊石;郭敬梅;趙成勇;許建中
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發明提供了一種線性均壓排序方法及裝置，將基于梯形積分法的全橋型MMC戴維南等效模型中的全橋子模塊的電容電壓按照兩個相鄰步長統一橋臂內的全橋子模塊的投切狀態的兩兩組合，分為A、B、C、D四組，在任何一組當中隨著充放電的進行，雖然電容電壓的增量各不相同，但是在上個步長為升序的電容電壓組，經過電壓的更新后依然可以維持升序，因此，僅僅通過2N?3次比較即可獲得一個橋臂內的N個全橋子模塊的電容電壓的升序排序，解決了現有的排序算法的計算復雜度高，且沒有針對換流器的建模過程進行分析與結合，導致的無法達到基于梯形積分法的傳統戴維南模型最優的仿真效率的技術問題。

技術領域

本發明涉及柔性直流輸電技術領域，尤其涉及一種線性均壓排序方法及裝置。

背景技術

模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter，MMC)憑借其開關損耗低，輸出波形諧波含量少等優點，已經廣泛應用于柔性直流輸電工程領域中，目前，國內外在建的柔性直流輸電工程大都采用MMC結構。

隨著MMC電平數不斷增加，非線性換流器模型的導納矩陣階數也將不斷增加，這將使得MMC電磁暫態仿真中對非線性換流器模型的導納矩陣求逆的計算量很大，導致高電平數MMC電磁暫態仿真速度極其緩慢，無法滿足科研需求。為此，加拿大曼尼托巴大學的Gole院士研究團隊提出了一種基于梯形積分法的MMC等效模型，通過將開關器件用一雙值可變電阻替換且關斷電阻為一實際值，同時使用梯形積分法離散化子模塊電容，并求出單個橋臂的戴維南等效電路，從而實現導納矩陣的降階，開創了MMC高精度與高效率并重的建模研究新領域。

但現有的基于梯形積分法的MMC等效模型的建模方法沒有結合換流器的建模過程以及梯形積分法的基本原理針對均壓排序算法進行改進，在仿真由大量超高電平全橋型MMC構成的多端直流電網時，計算效率低。而隨著直流電網的發展，快速切除直流故障電流成為了關鍵性的問題，目前基于全橋型MMC的無閉鎖直流故障穿越是切除直流故障的一個主流的解決方案，因此全橋在研究工作中的作用日益凸顯，有必要分析基于梯形積分法的全橋型MMC傳統戴維南等效模型的線性排序算法。

目前MMC子模塊電容電壓排序算法主要有冒泡法、質因子分解法、希爾排序法等方法，上述均壓排序算法，計算復雜度大都為O(N2)。其中希爾排序算法均壓效果與冒泡法嚴格等效，其平均時間復雜度為O(Nlog2N)，依然存在改善的空間。基于修正優化歸并排序雖然時間復雜度能降為線性，但均壓效果無法做到與冒泡法嚴格等效，一致性要差于冒泡法。且以上的排序算法均沒有針對換流器的建模過程進行分析與結合，因此無法達到基于梯形積分法的傳統戴維南模型最優的仿真效率。

發明內容

本發明提供了一種線性均壓排序方法及裝置，解決了現有的排序算法的計算復雜度高，且沒有針對換流器的建模過程進行分析與結合，導致的無法達到基于梯形積分法的傳統戴維南模型最優的仿真效率的技術問題。

本發明提供了一種線性均壓排序方法，包括：

S1、根據t和t-△T兩個時刻基于梯形積分法的全橋型MMC戴維南等效模型中的全橋子模塊的投入或切除狀態，將一個橋臂內全橋子模塊分為A、B、C、D四組，其中，令A組在t時刻投入，t-△T時刻投入，B組在t時刻投入，t-△T時刻切除，C組在t時刻切除，t-△T時刻投入，D組在t時刻切除，t-△T時刻切除，得到A、B、C、D四組內的全橋子模塊的電容電壓的第一升序排列；

S2、分別對A、B、C、D四組內的全橋子模塊的電容電壓完成一個步長內的更新，得到A、B、C、D四組內的全橋子模塊的電容電壓的第二升序排列；

S3、根據A、B兩組內的全橋子模塊的電容電壓的第二升序排列，對A、B兩組內的全橋子模塊的電容電壓進行升序排序，得到E組的全橋子模塊的電容電壓的第三升序排列；