[发明专利]一种高压直流断路器仿真方法

权利要求书

1.一种高压直流断路器仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

将直流断路器的转移支路上各功率模块均等效为依次串联的分电压源、等效电阻和分杂散电感；

根据转移支路上串联的功率模块个数N将转移支路等效为串联的总电压源和总杂散电感，其中，总电压源为N个分电压源与N个等效电阻的电压之和，总杂散电感为N个分杂散电感之和。

2.根据权利要求1所述的高压直流断路器仿真方法，其特征在于，功率模块等效为依次串联的分电压源、等效电阻和分杂散电感的等效过程为：基于后退欧拉法将各功率模块离散化，得到功率模块的伴随电路，将伴随电路进行戴维南等效，等效为依次串联的分电压源、等效电阻和分杂散电感；所述伴随电路中，将功率模块中的半导体开关根据其状态等效为可变电阻，功率模块中的杂散参数根据半导体开关中可控开关的状态等效为可变电感，功率模块中的电容根据半导体开关中可控开关的状态等效为基于历史状态的等效电压源和电阻；所述戴维南等效为：将伴随电路中的可变电阻和电阻等效为等效电阻，等效电压源等效为分电压源，可变电感等效为分杂散电感。

3.根据权利要求1或2所述的高压直流断路器仿真方法，其特征在于，所述总电压源和总杂散电感的计算公式为：

L_re(t)＝NL_r(t)，

其中，V_CE(t)为t时刻总电压源的输出电压，V_ceq(t)为t时刻分电压源的输出电压，R_ceq(t)为t时刻各等效电阻的阻值，I_c(t)为t时刻流经各等效电阻的电流，各等效电阻的电流相同，L_re(t)为t时刻总杂散电感的电感值，L_r(t)为t时刻分杂散电感的电感值。

4.根据权利要求3所述的高压直流断路器仿真方法，其特征在于，在功率模块中，若t时刻为可控开关导通的时刻，对应的分电压源的计算公式为：

其中，V_ceq(^t)为可控开关导通时，分电压源的电压值，R_on为功率模块中可控开关的通态电阻，R_ce(t)为可控开关导通时，功率模块中电容及其串联二极管的等效电阻，ΔT为仿真步长，V_ce(t-ΔT)为可控开关导通时，基于历史状态的电容的等效电压源的电压值。

5.根据权利要求3所述的高压直流断路器仿真方法，其特征在于，在功率模块中，若t时刻为可控开关关断的时刻，对应的分电压源的计算公式为：

V_ceq(t)＝V_ce(t-ΔT)，

其中，V_ceq(t)为可控开关关断时，分电压源的电压值，ΔT为仿真步长，V_ce(t-ΔT)为可控开关关断时，基于历史状态的电容的等效电压源的电压值。

6.根据权利要求4所述的高压直流断路器仿真方法，其特征在于，在功率模块中，若t时刻为可控开关导通的时刻，则对应的等效电阻的计算公式为：

R_ceq(t)＝R_deq+R_ce(t)//R_on，

其中，R_ceq(t)为可控开关导通时，等效电阻的阻值，R_deq为二极管全桥的等效电阻。

7.根据权利要求5所述的高压直流断路器仿真方法，其特征在于，在功率模块中，若t时刻为可控开关关断的时刻，对应的等效电阻的计算公式为：

R_ceq(t)＝R_deq+R_ce(t)，

其中，R_ceq(t)为可控开关关断时，等效电阻的阻值，R_ce(t)为可控开关关断时，电容及其串联二极管的等效电阻，R_deq为二极管全桥的等效电阻。

8.根据权利要求3所述的高压直流断路器仿真方法，其特征在于，在功率模块中可控开关导通时，对应的分杂散电感的计算公式为：

L_r(t)＝L_ron，

在功率模块中可控开关关断时，对应的分杂散电感的计算公式为：

L_r(t)＝L_roff，

其中，L_r(t)为t时刻分杂散电感的电感值，L_ron为可控开关导通时的分杂散电感的电感值，L_roff为可控开关关断时分杂散电感的电感值。