[发明专利]一种模块化多电平换流器建模方法、装置和存储介质

说明书

本发明公开了一种模块化多电平换流器建模方法、装置和存储介质。一种模块化多电平换流器建模方法，包括：确定MMC时域下子模块电容电压的差模分量和共模分量；将差模分量和共模分量变换至dq坐标系；对变换后的差模分量和共模分量进行线性化处理，得到MMC子模块电容电压s域小信号模型；依据MMC子模块的动态特性，得到MMC不平衡有功功率线性化模型和MMC直流侧电压的线性化模型；根据MMC矢量控制策略，得到依据MMC子模块电压动态建立的MMC的数学模型；根据MMC的数学模型，建立MMC的运动方程模型。本发明实施例公开的一种模块化多电平换流器建模方法、装置和存储介质，具有通用性和普适性，有利于对MMC的分析。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器建模方法、 装置和存储介质。

背景技术

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)因具有模块化程 度高、输出波形质量好、损耗低等优点，成为柔性直流输电系统中最具竞争力 的换流器拓扑，同时也在中高压电力电子变压器中得到应用。

研究基于MMC拓扑的系统稳定问题，对保障电力系统安全稳定运行具有 重要意义。对于MMC拓扑的研究，需要首先对MMC拓扑进行建模，但目前 对MMC的建模方法不够精确，建模方法过于数学化、物理意义不明，影响对 MMC拓扑的稳定性研究。因此，如何从MMC已有的数学化模型中，抽象出易 于理解其动态机理的物理化模型是分析和解决系统稳定问题的关键。

发明内容

本发明提供一种模块化多电平换流器建模方法、装置和存储介质，具有通 用性和普适性，有利于对MMC的分析。

第一方面，本发明实施例提供一种模块化多电平换流器建模方法，包括：

确定MMC时域下子模块电容电压的差模分量和共模分量；

将差模分量和共模分量变换至dq坐标系；

对变换后的差模分量和共模分量进行线性化处理，得到MMC子模块电容 电压s域小信号模型；

依据MMC子模块的动态特性，得到MMC不平衡有功功率线性化模型；

依据MMC子模块的动态特性，得到MMC直流侧电压的线性化模型；

根据MMC矢量控制策略，得到MMC的数学模型，数学模型依据MMC 子模块电压动态建立；

根据MMC的数学模型，建立MMC的运动方程模型。

在第一方面一种可能的实现方式中，确定MMC时域下子模块电容电压的 差模分量和共模分量，包括：

根据公式确定MMC时域下子模块电容电压的差模分量；

其中C_arm为一个桥臂的等效子模块电容，C_arm＝C/N，C为每个子模块电容 值，N为每个桥臂的子模块数量，为桥臂输出电压的差模分量，为桥臂 调制函数的共模分量，为桥臂调制函数的差模分量，为桥臂电流的共模分 量，为桥臂电流的差模分量，为换流器的内电势，u_cjp为 上桥臂输出电压，u_cjn为下桥臂输出电压；

根据公式确定MMC时域下子模块电容电压的共模分量；

其中，为桥臂输出电压的共模分量，u_cjp为上桥臂输出电 压，u_cjn为下桥臂输出电压。

在第一方面一种可能的实现方式中，将差模分量和共模分量变换至dq坐标 系，包括：

使用如下dq变换矩阵P将差模分量和共模分量变换至dq坐标系：

dq变换后的子模块电容电压差模分量为