[發(fā)明專利]一種模塊化多電平換流器中IGBT的仿真方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010871995.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112001143A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 游廣增;李玲芳;朱欣春;何燁;司大軍;陳義宣;陳姝敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06F30/367
• 分類號(hào): G06F30/367
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;許偉群

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N模塊化多電平換流器中IGBT的仿真方法及裝置。本申請(qǐng)將IGBT在運(yùn)行過(guò)程中，等效產(chǎn)生的第一電容、第二電容以及等效溝道電流分別進(jìn)行仿真，并將作為IGBT重要組成部分的分段線性二級(jí)管進(jìn)行仿真，根據(jù)各種等效效應(yīng)以及重要組成部分的仿真結(jié)果，確定IGBT的仿真結(jié)果。進(jìn)一步的，為了保證仿真的精確性，本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆椒ㄟM(jìn)一步對(duì)等效拖尾電流、第三電容以及等效拖尾電容進(jìn)行仿真。本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆椒ㄈ轿豢紤]IGBT工作過(guò)程中的各個(gè)效應(yīng)以及IGBT的重要組成部分，能搞提高對(duì)IGBT仿真的精準(zhǔn)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電子領(lǐng)域，特別涉及一種模塊化多電平換流器中IGBT的仿真方法及裝置。

背景技術(shù)

模塊化多電平換流器由于其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，在多端遠(yuǎn)距離高壓直流輸電系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。多端遠(yuǎn)距離高壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)隨著用電量的提升而不斷復(fù)雜，進(jìn)而導(dǎo)致模塊化多電平換流器在系統(tǒng)工程中數(shù)量逐漸增加。因此，基于模塊化多電平換流器的多端遠(yuǎn)距離高壓直流輸電系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)成為研究人員重點(diǎn)探究的領(lǐng)域。

許多理論研究，需要通過(guò)基于模塊化多電平換流器的多端遠(yuǎn)距離高壓直流輸電系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。這些仿真實(shí)驗(yàn)需要對(duì)模塊化多電平換流器進(jìn)行建模，以確保后續(xù)與多端遠(yuǎn)距離高壓直流輸電系統(tǒng)相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)中，模塊化多電平換流器的模型最大程度地貼近實(shí)際特性。目前，在對(duì)模塊化多電平換流器進(jìn)行建模的過(guò)程中，往往將其中的開(kāi)關(guān)單元中的絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)作為有固定通斷狀態(tài)的理想開(kāi)關(guān)，或固定阻值的理想電阻。這種對(duì)于IGBT的理想化處理，忽略了IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷的動(dòng)態(tài)特性，當(dāng)模塊化多電平換流器數(shù)量較多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果難以精準(zhǔn)。

基于此，目前亟需一種模塊化多電平換流器中IGBT的仿真方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)模塊化多電平換流器建模時(shí)對(duì)IGBT進(jìn)行理想化處理，從而導(dǎo)致相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠精準(zhǔn)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N模塊化多電平換流器中IGBT的仿真方法及裝置，可用于解決在現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)模塊化多電平換流器建模時(shí)對(duì)IGBT進(jìn)行理想化處理，從而導(dǎo)致相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠精準(zhǔn)的問(wèn)題。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N模塊化多電平換流器中IGBT的仿真方法，所述模塊化多電平換流器包括絕緣柵雙極型晶體管IGBT；所述IGBT包括門(mén)極、集電極、發(fā)射極以及分段線性二極管；所述分段線性二極管一側(cè)與所述集電極相連，所述分段線性二極管另一側(cè)分別與所述門(mén)極以及所述發(fā)射極相連；所述方法包括：

獲取所述門(mén)極以及所述發(fā)射極之間等效生成的第一電容的電容值以及所述第一電容的電壓值；所述第一電容為所述IGBT工作狀態(tài)下，根據(jù)所述門(mén)極以及所述發(fā)射極之間產(chǎn)生的與電容一樣的效應(yīng)，確定的等效電容；

根據(jù)所述第一電容的電容值以及預(yù)設(shè)的仿真步長(zhǎng)，確定第一電容的等效電導(dǎo)值；

將所述第一電容的電壓值離散化處理，得到離散化后的第一電容的電壓值；

根據(jù)所述第一電容的等效電導(dǎo)值以及所述離散化后的第一電容的電壓值，確定第一電容的等效電流值；

獲取所述集電極以及所述門(mén)極之間等效生成的第二電容的電容值以及所述第二電容的電壓值；所述第二電容為所述IGBT工作狀態(tài)下，根據(jù)所述集電極以及所述門(mén)極之間產(chǎn)生的與電容一樣的效應(yīng)，確定的等效電容；

根據(jù)所述第二電容的電容值、所述第二電容的電壓值以及所述仿真步長(zhǎng)，確定第二電容的等效電導(dǎo)值；

根據(jù)所述第二電容的電壓值以及所述第二電容的電容值，確定所述第二電容的電量值；

將所述第二電容的電量值離散化處理，得到離散化后的第二電容的電量值；

根據(jù)所述離散化后的第二電容的電量值以及所述仿真步長(zhǎng)，確定第二電容的等效電流值；