[发明专利]一种基于数值计算的MMC半桥型子模块仿真建模方法

权利要求书

1.一种基于数值计算的MMC子模块仿真建模方法，子模块均由两个开关组以及一个直流储能电容C构成；每个开关组包括1个IGBT和1个反并联的二极管组成；其特征在于：所述仿真建模方法包括：

步骤1、将子模块两个开关组的VT1、VD1和VT2、VD2分别等效为可变电阻R₁和R₂；可变电阻R₁和R₂串联后与电容C并联；

步骤2、根据脉冲信号g₁、g₂计算可变电阻R₁和R₂的两个等效电阻值；

步骤3、对电容C采用梯形积分法进行离散化，得到电容上的电压电流关系表达式；

步骤4、将电容C等效为一个与差分方程历史项有关的受控电流源和等效电阻R_C；

步骤5、建立电容电压、电容电流及子模块输出电压表达式；

步骤6、根据电容电压、电容电流及子模块输出电压表达式，在电磁暂态环境中建立半桥子模块的数值计算模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于数值计算的MMC子模块仿真建模方法，其特征在于：步骤2所述根据脉冲信号g₁、g₂计算可变电阻R₁和R₂的两个等效电阻值的计算公式为：

式中，R_on、R_off分别为开关组的开通电阻和关断电阻，g₁、g₂分别为上、下开关组的脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的一种一种基于数值计算的MMC子模块仿真建模方法，其特征在于：步骤3所述电容上的电压电流关系表达式为：

式中C为电容，ΔT为仿真步长。

4.根据权利要求1所述的一种一种基于数值计算的MMC子模块仿真建模方法，其特征在于：步骤4所述将电容C等效为一个与差分方程历史项有关的受控电流源和等效电阻R_C，其表达式为：

式中，R_C为等效电容，C为电容，I_ht为电流历史项。

5.根据权利要求1所述的一种一种基于数值计算的MMC子模块仿真建模方法，其特征在于：步骤5所述建立电容电压、电容电流及子模块输出电压表达式的为：

u_o(t)＝R₂[i(t)-i_C(t)] (8)

式中，R₁、R₂分别为上、下两个开关组的等效电阻，i(t)为桥臂电流。