一种模块化多电平换流器无环流仿真模型的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种模块化多电平换流器无环流仿真模型，包括三个换流器相单元，每个换流器相单元由上、下两个桥臂组成，每个桥臂包含桥臂电抗器、充电二极管、解锁开关以及模拟桥臂输出电压的受控电压源。本实用新型在仿真系统中不再需要环流抑制控制环节，简化了仿真过程且提高了仿真速度。
【专利说明】
一种模块化多电平换流器无环流仿真模型
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种模块化多电平换流器无环流仿真模型。
【背景技术】
[0002]柔性直流输电是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，采用最先进的电压源型换流器(Voltage Source Converter，VSC)和全控器件(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)，是输电技术的一次升级。柔性直流输电系统可以快速地对有功和无功两个目标进行独立调节，具有可控性较好、运行方式灵活、适用场合多等显著优势。采用模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，简称MMC)的柔性直流输电系统，由于子模块数量庞大，难以直接对所有子模块进行建模仿真。
[0003]近年来，如何对子模块进行简化等效，建立加速仿真模型成为学术界研究的热点。在已提出的各仿真模型中，均需要加入桥臂环流控制策略，以抑制MMC换流器内二倍频环流。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种模块化多电平换流器无环流仿真模型，在仿真系统中不再需要环流抑制控制环节，简化了仿真过程且提高了仿真速度。
[0005]为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案实现:一种模块化多电平换流器无环流仿真模型，其特征在于:包括与三相交流系统连接的三个换流器相单元，每一换流器相单元包括上桥臂与下桥臂;所述上桥臂包括第一桥臂电抗器Lbi，所述第一桥臂电抗器1^的一端与三相交流系统的一相连接，所述第一桥臂电抗器Lbi的另一端分别与第二二极管D2的正极、第一受控电压源的负极连接，所述第一受控电压源的正极与第一二极管Dl的负极连接，所述第一二极管Dl的正极与所述第二二极管D2的负极连接且作为仿真模型的P端，所述第一二极管Dl与第一解锁开关Kl并联;所述下桥臂包括第二桥臂电抗器LB2，所述第二桥臂电抗器Lb2的一端与所述三相交流系统的一相连接，所述第二桥臂电抗器Lb2的另一端分别与第三二极管D3的正极、第四二极管D4的负极连接，所述第三二极管D3的负极与第二受控电压源的正极连接，所述第二受控电压源的负极与所述第四二极管D4的正极连接且作为仿真模型的N端，所述第三二极管D3与第二解锁开关K2并联。
[0006]进一步的，所述第一受控电压源为模拟上桥臂输出电压的受控电压源。
[0007]进一步的，所述第二受控电压源为模拟下桥臂输出电压的受控电压源。
[0008]本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:本实用新型是对模块化换流器环流抑制功能投入后状态的模拟仿真，因此仿真系统中不再需要环流抑制控制环节，可对模块化多电平换流器进行充电、解锁、稳态运行、动态响应、暂态故障相应等各种运行工况进行模拟仿真。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的MMC无环流仿真模型等效电路图。
[0010]图2是本实用新型的解锁状态MMC无环流仿真模型等效电路图。
【具体实施方式】
[0011 ]下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
[0012]请参照图1，本实施例提供一种模块化多电平换流器无环流仿真模型，其特征在于:包括与三相交流系统连接的三个换流器相单元，每一换流器相单元包括上桥臂与下桥臂;所述上桥臂包括第一桥臂电抗器Lb1，所述第一桥臂电抗器Lb1的一端与三相交流系统的一相连接，所述第一桥臂电抗器Lbi的另一端分别与第二二极管D2的正极、第一受控电压源的负极连接，所述第一受控电压源的正极与第一二极管Dl的负极连接，所述第一二极管Dl的正极与所述第二二极管D2的负极连接且作为仿真模型的P端，所述第一二极管Dl与第一解锁开关Kl并联;所述下桥臂包括第二桥臂电抗器LB2，所述第二桥臂电抗器Lb2的一端与所述三相交流系统的一相连接，所述第二桥臂电抗器Lb2的另一端分别与第三二极管D3的正极、第四二极管D4的负极连接，所述第三二极管D3的负极与第二受控电压源的正极连接，所述第二受控电压源的负极与所述第四二极管D4的正极连接且作为仿真模型的N端，所述第三二极管D3与第二解锁开关K2并联。
[0013]于本实施例中，所述第一受控电压源为模拟上桥臂输出电压的受控电压源;所述第二受控电压源为模拟下桥臂输出电压的受控电压源。
[0014]当闭合第一解锁开关Kl和第二解锁开关K2后，所述模块化多电平换流器无环流仿真模型处于解锁状态，如图2所示。
[0015]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
【主权项】
1.一种模块化多电平换流器无环流仿真模型，其特征在于:包括与三相交流系统连接的三个换流器相单元，每一换流器相单元包括上桥臂与下桥臂;所述上桥臂包括第一桥臂电抗器Lbi，所述第一桥臂电抗器Lbi的一端与三相交流系统的一相连接，所述第一桥臂电抗器Lb1的另一端分别与第二二极管D2的正极、第一受控电压源的负极连接，所述第一受控电压源的正极与第一二极管Dl的负极连接，所述第一二极管Dl的正极与所述第二二极管D2的负极连接且作为仿真模型的P端，所述第一二极管Dl与第一解锁开关Kl并联;所述下桥臂包括第二桥臂电抗器LB2，所述第二桥臂电抗器Lb2的一端与所述三相交流系统的一相连接，所述第二桥臂电抗器Lb2的另一端分别与第三二极管D3的正极、第四二极管D4的负极连接，所述第三二极管D3的负极与第二受控电压源的正极连接，所述第二受控电压源的负极与所述第四二极管D4的正极连接且作为仿真模型的N端，所述第三二极管D3与第二解锁开关K2并联。2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器无环流仿真模型，其特征在于:所述第一受控电压源为模拟上桥臂输出电压的受控电压源。3.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器无环流仿真模型，其特征在于:所述第二受控电压源为模拟下桥臂输出电压的受控电压源。
【文档编号】G06F17/50GK205644547SQ201620403664
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】石吉银, 张孔林, 王云茂, 唐志军, 林国栋, 邓超平, 晁武杰
【申请人】国网福建省电力有限公司, 国家电网公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院