[發明專利]混合式制動電阻變換器的電磁暫態等效建模方法和系統

在審

• 申請號: 202010541409.X
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111753413A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 田園園;薛英林;趙崢;盧亞軍;陳釗
• 申請（專利權）人: 國網經濟技術研究院有限公司;國網山東省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 冀志華

1.一種混合式制動電阻變換器的電磁暫態等效建模方法，其特征在于包括以下步驟：

1)對混合式制動電阻變換器的子模塊拓撲結構進行分析，并對子模塊中各主要元件進行等效建模；

2)對運行過程中混合式制動電阻變換器子模塊的運行狀態進行分析，并基于步驟1)中各主要元件的等效模型，得到不同運行狀態下子模塊的戴維南等效電路，進而得到混合式制動電阻變換器的支路戴維南等效電路；

3)將混合式制動電阻變換器的支路戴維南等效電路代入柔直系統網絡進行求解，得到含混合式制動電阻變換器的系統電磁暫態仿真結果。

2.如權利要求1所述的混合式制動電阻變換器的電磁暫態等效建模方法，其特征在于：所述步驟1)中，對混合式制動電阻變換器的子模塊中各主要元件進行等效建模的方法，包括以下步驟：

1.1)對混合式制動電阻變換器的子模塊拓撲結構進行分析，獲得子模塊包含的主要元件，所述主要元件包括第一IGBT、第二IGBT、二極管、電容、均壓電阻、限壓電阻元件；

1.2)對IGBT及其反并聯二極管在導通狀態及關斷狀態的等效電阻進行分析，并將IGBT及其反并聯二極管等效為受IGBT觸發指令控制的可變電阻；

1.3)對二極管在導通狀態及箝位狀態的等效電阻進行分析，并將二極管等效為受運行狀態控制的可變電阻；

1.4)對電容進行等效分析，并將電容等效為由等效歷史電壓源v_CEQ(t-ΔT)與等效電阻r_CEQ串聯組成的戴維南等效電路。

3.如權利要求2所述的混合式制動電阻變換器的電磁暫態等效建模方法，其特征在于：所述步驟1.2)中，將IGBT及其反并聯二極管等效為受IGBT觸發指令控制的可變電阻是指：

當觸發指令為1時IGBT導通，將其等效為阻值為0.01Ω的電阻；

當觸發指令為0時IGBT關斷，將其等效為開路狀態；

所述步驟1.3)中，將二極管等效為受運行狀態控制的可變電阻是指：

當二極管處于導通狀態時，將其等效為阻值為0.01Ω的電阻；

當二極管處于鉗位狀態時，將其等效為開路狀態。

4.如權利要求2所述的混合式制動電阻變換器的電磁暫態等效建模方法，其特征在于：所述步驟1.4)中，所述電容的等效歷史電壓源v_CEQ(t-ΔT)和等效電阻r_CEQ的計算公式分別為：

式中，ΔT為仿真步長；C為子模塊電容；i_C(t-ΔT)為子模塊電容歷史電流；v_C(t-ΔT)為子模塊電容歷史端間電壓。

5.如權利要求1所述的混合式制動電阻變換器的電磁暫態等效建模方法，其特征在于：所述步驟2)中，獲得混合式制動電阻變換器的支路戴維南等效電路的方法，包括以下步驟：

2.1)基于步驟1)中得到的混合式制動電阻變換器子模塊內各主要元件的等效模型，將混合式制動電阻變換器的子模塊拓撲結構等效為電阻與電壓源串并聯的形式；

2.2)對子模塊中第一IGBT與第二IGBT的觸發指令進行排列組合，得到混合式制動電阻變換器的子模塊的運行狀態；

2.3)對混合式制動電阻變換器中不同運行狀態下的各子模塊進行進一步簡化等效分析，并計算得到各子模塊的端口電壓v_SM與電容電流i_C(t)；

2.4)基于混合式制動電阻變換器中第一IGBT導通的子模塊個數以及步驟2.3)中不同運行狀態的子模塊的端口電壓v_SM，將混合式制動電阻變換器等效為由支路歷史電壓源v_armEQ(t-ΔT)與支路等效電阻r_armEQ串聯組成的支路戴維南等效電路。