[發明專利]模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型

在審

• 申請號: 201811231408.4
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109241678A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 李笑倩;胡應宏;謝小榮;付勝憲;蔡巍;趙媛;黃金魁;彭瓏;張靜嵐
• 申請（專利權）人: 清華大學;華北電力科學研究院有限責任公司;國網福建省電力有限公司檢修分公司;國家電網有限公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型，其特征在于，包括：

橋臂通用簡化電路模塊，用于通過可控電壓源、理想開關和二極管模擬模塊化多電平換流器電路結構；

橋臂動態平均值計算模塊，用于對多子模塊開關和調制過程進行平均化等值；

拓撲系數計算模塊，用于引入拓撲參數以體現由不同拓撲帶來的橋臂動態平均值的差異；以及

換流器級控制模塊，用于根據電網仿真模型發送的指令和測量得到的接口電氣量計算模塊化多電平換流器的參考電壓和工作模式。

2.根據權利要求1所述的模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型，其特征在于，所述橋臂通用簡化電路模塊包括：

第一受控電壓源和第二受控電壓源，用于模擬橋臂平均電壓；

第一和第二二極管，用于模擬續流二極管的不控整流效應；

第一至第四理想開關，用于模擬所述模塊化多電平換流器的多種工作模式以及切換過程；

第一至第六橋臂通用簡化電路子模塊，用于與第一至第六橋臂電抗連接后，構成所述模塊化多電平換流器的主回路，以模擬在多種工作狀態下的電路結構。

3.根據權利要求1所述的模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型，其特征在于，所述橋臂動態平均值計算模塊包括：

第一獲取模塊，用于獲取工作切換模式的第一切換信號和第二切換信號；

第二獲取模塊，用于獲取第一橋臂平均電壓和第二橋臂平均電壓。

4.根據權利要求3所述的模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型，其特征在于，所述第一切換信號和所述第二切換信號的計算公式為：

5.根據權利要求3或4所述的模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型，其特征在于，所述第一橋臂平均電壓和所述第二橋臂平均電壓的計算公式為：

其中，q是反向電壓u_o2與正向電壓u_o1的比值，S_{w_arm}為橋臂平均開關函數，u_c為橋臂平均電容電壓，t為時間參數。

6.根據權利要求3所述的模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型，其特征在于，所述第二獲取模塊包括：

第一計算單元，用于計算橋臂平均開關函數；

第二計算單元，用于根據所述橋臂平均開關函數計算平均電容電流；

第三計算單元，用于根據所述平均電容電流計算橋臂平均電容電壓。

7.根據權利要求1所述的模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型，其特征在于，所述拓撲系數計算模塊包括：

第一獲取模塊，用于獲取流入電容的負向橋臂電流的比例系數；

第二獲取模塊，用于獲取反向電壓與正向電壓的比值。

8.根據權利要求7所述的模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型，其特征在于，所述比例系數的計算公式為：

9.根據權利要求7或8所述的模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型，其特征在于，所述比值的計算公式為：

10.根據權利要求1-9任一項所述的模塊化多電平換流器多拓撲通用仿真模型，其特征在于，所述換流器級控制模塊具體用于根據所述電網仿真模型發送的有功功率指令、無功功率指令、直流電壓指令、交流電壓指令和所述測量得到的接口電氣量動態計算所述模塊化多電平換流器的三相交流參考電壓和直流參考電壓，同時產生所述模塊化多電平換流器的工作模式。