[发明专利]基于实时数字仿真器的模块化多电平换流器闭锁建模方法

权利要求书

1.基于实时数字仿真器的模块化多电平换流器闭锁建模方法，其特征在于，包括：

步骤1：建立桥臂等效模型，模型由组合开关、1个桥臂电抗器和若干个子模块组成，组合开关包括开关SW和二极管D₁、D₂，其中，开关SW和二极管D1并联后再和若干个串联的子模块串联，之后整体与二极管D2并联后再与桥臂电抗器串联，二极管D₁的正极连接二极管D₂的负极；

步骤2：对步骤1中的每个子模块建立戴维南等效模型，然后代数叠加得到串联子模块整体的戴维南等效模型，采用诺顿变换，建立子模块整体的诺顿等效模型；

步骤3：采用后退欧拉法，建立步骤1中的桥臂电抗器的诺顿等效模型；

步骤4：建立步骤1中的组合开关中的二极管的等效模型，等效模型由1个双值电阻R_D并联1个RC阻尼支路组成，RC阻尼支路由1个电阻R_snb和一个电容C_snb串联组成，电容C_snb经数值计算等效为电导G_Csnb和电流源Ih_Csnb串联的模型，进行诺顿变换，计算上述二极管等效模型的诺顿等效模型；

步骤5：根据仿真系统的电气参数和仿真步长，量化计算步骤4中所述二极管等效模型的稳态误差、暂态误差和动作延时造成的误差，据此计算步骤4中所述二极管等效模型的最优参数，并按照该参数计算步骤4中所述二极管等效模型的诺顿等效模型；

步骤6：根据步骤1所得到的若干个子模块、1个桥臂电抗器和1组控制桥臂闭锁与解闭锁的组合开关的电气连接关系，建立桥臂等效模型的诺顿等效模型。

2.根据权利要求1所述的基于实时数字仿真器的模块化多电平换流器闭锁建模方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：通过控制开关SW的状态来控制桥臂处于闭锁与非闭锁状态：当开关SW闭合时，模拟桥臂正常运行状态，当开关SW断开时，模拟桥臂闭锁状态。

3.根据权利要求1所述的基于实时数字仿真器的模块化多电平换流器闭锁建模方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：首先建立每个子模块的戴维南等效模型，子模块的电容C_SM等效为电阻R_CSM和电压源U_eqCSM串联，计算方法如下：

其中，U_eqCSM(t)为t时刻电压源U_eqCSM的值；I₁(t-Δt)为(t-Δt)时刻流经串联子模块组的电流；U_CSM(t-Δt)为(t-Δt)时刻子模块电容电压；Δt为仿真步长；R_1SM和R_2SM为半桥型子模块开关器件的等值电阻，R_1SM和R_2SM的取值由子模块工作状态决定：

1)子模块正常运行时，R_1SM和R_2SM的取值由对应IGBT的触发信号S₁和S₂确定：

2)子模块整体闭锁时，R_1SM和R_2SM按照子模块投入运行进行取值：

将上述等效模型进行戴维南变换，得到子模块戴维南等效模型，进行代数叠加得到步骤1所述桥臂模型中的串联子模块的戴维南等效模型，最后经过诺顿变换得到由等效电导G_N和等效电流源Ih_N并联的诺顿模型。

4.根据权利要求1所述的基于实时数字仿真器的模块化多电平换流器闭锁建模方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：桥臂电抗的诺顿等效模型为：

其中，G_L0为诺顿等效模型的等效电导；Ih_L0(t)为t时刻等效电流源；L₀为桥臂电抗器；I_br(t-Δt)为(t-Δt)时刻桥臂电流；Δt为仿真步长。