[发明专利]二极管箝位型级联多电平换流器的建模方法及系统

权利要求书

1.一种二极管箝位型级联多电平换流器的建模方法，所述二极管箝位型级联多电平换流器包括不少于两个桥臂，每个桥臂包括由不少于两个功率模块级联组成的功率模块串及与所述功率模块串级联的桥臂电抗器；其中，每个所述功率模块包括第一开关管、第一二极管、第二开关管、第二二极管、第三开关管、第三二极管、第四二极管、第一电容器和第二电容器；所述第一开关管和所述第一二极管构成反并联结构；所述第二开关管和所述第二二极管、所述第三开关管和所述第三二极管分别构成反并联结构；所述第一二极管的阴极与所述第一电容器的正极连接，所述第一电容器的负极与所述第二电容器的正极相连，并与所述第四二极管的阴极连接；所述第四二极管的阳极与所述第三二极管的阴极连接，其连接点为所述功率模块的负输出端；所述第三二极管的阳极与所述第二二极管的阳极连接，并与所述第二电容器的负极相连；所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阳极连接，其连接点为所述功率模块的正输出端；其特征在于，所述建模方法包括步骤：

将所述每个桥臂的所有第一二极管等效为一个第一辅助二极管，所述每个桥臂的所有第二二极管等效为一个第二辅助二极管，所述每个桥臂的所有第三二极管等效为一个第三辅助二极管，所述每个桥臂的所有第四二极管等效为一个第四辅助二极管；

将所述每个桥臂的所有第一电容器等效为一个第一受控电压源，所述每个桥臂的所有第二电容器等效为一个第二受控电压源；

将所述每个桥臂的所述功率模块串等效为一个等值模块，所述等值模块包括一个损耗电阻和一个与所述损耗电阻串联的复合等值模型，所述复合等值模型包括所述第一辅助二极管、所述第二辅助二极管、所述第三辅助二极管、所述第四辅助二极管、所述第一受控电压源及所述第二受控电压源；所述复合等值模型还包括第一辅助开关、第二辅助开关；所述第一辅助开关的第一端与所述第一辅助二极管的阴极连接，并与所述第一受控电压源的正端相连；所述第一受控电压源的负端与所述第二受控电压源的正端相连，并与所述第四辅助二极管的阴极相连；所述第四辅助二极管的阳极与所述第三辅助二极管的阴极、所述第二辅助开关的第一端相连，其公共的连接点为所述复合等值模型的负输出端；所述第二辅助开关的第二端与所述第三辅助二极管的阳极连接，并与所述第二受控电压源的负端、所述第二辅助二极管的阳极相连；所述第二辅助二极管的阴极与所述第一辅助开关的第二端、所述第一辅助二极管的阳极连接，其公共的连接点为所述复合等值模型的正输出端。

2.根据权利要求1所述的二极管箝位型级联多电平换流器的建模方法，其特征在于，所述损耗电阻与所述复合等值模型的正输出端相连，或所述损耗电阻与所述复合等值模型的负输出端相连。

3.根据权利要求1所述的二极管箝位型级联多电平换流器的建模方法，其特征在于，所述将所述每个桥臂的所有第一电容器等效为一个第一受控电压源，所述每个桥臂的所有第二电容器等效为一个第二受控电压源的步骤，包括：

获取对应桥臂的每个所述功率模块的电气信息；

根据所述电气信息，确定所述对应桥臂的每个所述功率模块的所述第一电容器和所述第二电容器分别在当前仿真步长中的第一历史电流值和第二历史电流值；

根据所述电气信息及所述第一历史电流值和所述第二历史电流值，确定所述对应桥臂的每个所述功率模块的所述第一电容器和所述第二电容器分别在当前仿真步长中的第一电流值和第二电流值；

根据所述电气信息，确定所述对应桥臂的每个所述功率模块的所述第一电容器和所述第二电容器分别在当前仿真步长中的第一电压值和第二电压值；

根据所述电气信息、所述第一电流值和所述第二电流值及所述第一电压值和所述第二电压值，确定所述对应桥臂的每个所述功率模块的所述第一电容和所述第二电容分别在当前仿真步长中的第一贡献值和第二贡献值；

根据所述对应桥臂的所有所述功率模块的所述第一贡献值和所述第二贡献值分别确定所述第一受控电压源和所述第二受控电压源的电压值，并根据所述电气信息确定所述第一受控电压源和所述第二受控电压源的内阻值。