一种模块化多电平换流器的戴维南等效整体建模方法

摘要

本发明涉及一种模块化多电平换流器的戴维南等效整体建模方法，属输配电技术领域。模块化多电平换流器（MMC）的电磁暂态离线仿真效率由MMC换流器部分和调制均压部分的整体计算复杂度决定，基于戴维南等效的MMC整体建模方法将从这两部分出发分别进行三个层面的优化。本发明的核心技术方案是：首先，假设MMC换流器的戴维南等效模型中开关元件关断时等效为一个无穷大电阻（R_OFF=无穷）；其次，采用后退欧拉法对MMC中全部子模块电容进行离散化，替代已有模型中采用的梯形积分法；最后，结合关断特性的无穷大电阻和后退欧拉法的采用，提出一种计算复杂度与MMC的桥臂子模块数目相同的新型排序均压算法。所提出整体建模方法可以在保证仿真精度的前提下，使得MMC的电磁暂态仿真计算的复杂度随着子模块数目的增加而线性变化，对MMC领域的研究者有重要借鉴意义。

主权项

一种模块化多电平换流器的戴维南等效整体建模方法，其特征是该建模方法包括以下步骤：步骤1：在已有MMC换流器的戴维南等效模型中，假设开关元件在导通时等效为一个固定的小电阻（R_ON），关断时等效为一个无穷大电阻（R_OFF=无穷），并对已有MMC换流器模型的戴维南等效电路中戴维南电压和电阻的表达式在R_ON已知，R_OFF=无穷时求极限；步骤2：采用后退欧拉法对MMC中全部子模块电容进行离散化，替代已有模型中采用的梯形积分法，此时子模块电容电压的更新只与当前时步子模块的导通状态有关，结合之前对R_OFF=无穷的假设时所得的简化后的子模块戴维南等效电阻和电压以及电容充放电电流的表达式，可知导通的子模块组的电容电压更新值完全相同，旁路的子模块组电容电压完全不更新，也即保持不变；步骤3：充分利用步骤2中对电容电压更新时的分组规则，提出一种计算复杂度与MMC桥臂子模块数目相同的新型排序均压算法，其本质为对两个升序的数组进行排序，得到一个升序的混合数组，元素比较次数与元素数目相同。