[发明专利]一种ISOP型级联型电力电子变压器的电磁暂态等效建模方法

权利要求书

1.一种ISOP型级联型电力电子变压器的电磁暂态等效建模方法。其特征在于，本发明基于嵌套快速求解算法将含双有源桥和H桥的基本单元的内部节点等效消去，再基于串联电流约束和并联电压约束消去模块间的内部等效节点，将整个电力电子变压器等效为一个双端口等效电路。该方法包括以下步骤：

步骤1：将单个H桥-DAB单元各自的IGBT及其反并联二极管用一个在高、低阻值间切换的二值开关电阻代替，同时采用梯形积分法将电容、电感元件和变压器原/副边耦合电感离散化为一个电导并联一个历史电流源的形式，从而得到级联型电力电子变压器的一个基本组成单元的伴随电路。推广到其他结构完全一样的模块，进而得到整个级联型电力电子变压器的伴随电路。

步骤2：列写当前仿真周期内，分开表示基本单元内部和外部电流源的节点导纳方程，然后利用嵌套快速同时求解算法消去内部节点，分别得到电力电子变压器高压侧和低压侧的戴维南等效电路，同时存储内部节点的导纳信息。

步骤3：进行级联型电力电子变压器模块间的等效化简，输入串联进行电压源和电阻的叠加，输出并联进行电流源和电导的叠加，得到单相仅含四节点的对外戴维南或诺顿等效电路，同时保留消去节点的等效导纳信息。

步骤4：推广到交流三相系统各自连接的级联型电力电子变压器，并使用电磁暂态仿真程序进行一个步长的求解，得到各相的等效节点上的电压和电流值。

步骤5：利用步骤3中的等效导纳信息，在已知等效节点的电压和电流基础上，可以迅速反解出最后被消去的基本单元上的节点电压和电流，再利用步骤2中保留的内部节点导纳信息，反解出内部节点上的电压和电流，从而更新当前仿真周期内的电容、电感和变压器支路的等效历史电流源参数。

2.根据权利要求1所述的一种ISOP型级联型电力电子变压器的电磁暂态等效建模方法，其特征在于，步骤1到步骤5，前一个步骤是后一个步骤执行的基础，这3个建模步骤彼此之间环环相扣、顺序执行，为一个有机的、不可分割的整体。