[发明专利]一种半桥子模块型模块化多电平换流器的仿真控制方法

权利要求书

1.一种半桥子模块型模块化多电平换流器的仿真控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取初始化后的半桥子模块型模块化多电平换流器的仿真系统；其中，所述仿真系统中每一相的桥臂为一个控制元件，所述控制元件由一个第一绝缘栅双极型晶体管反向并联一个第二绝缘栅双极型晶体管和一个受控电压源构成；其中，所述第二绝缘栅双极型晶体管与所述受控电压源串联，每一个所述控制元件内虚拟设置若干个子模块；

获取所述控制元件中当前子模块电压和当前投入子模块；

判断所述控制元件是否闭锁，当所述控制元件处于非闭锁状态时，获取所述仿真系统中在预设的仿真步长内的桥臂电流，计算得到所述仿真步长内的子模块电压增量；

根据所述当前子模块电压和所述子模块电压增量，得到子模块新电压，并按照预设的排序原则对所述子模块进行排序，得到所述子模块新电压与所述子模块一一对应的排序结果；

获取所述仿真系统中的直流电压和三相交流电压，计算得到每一相的桥臂参考电压；

根据额定子模块数量、所述直流电压、所述桥臂参考电压，得到对应的桥臂要投入的子模块数；

根据所述排序结果和所述子模块数，确定新投入子模块；

将所述子模块新电压和所述新投入子模块分别作为下一个仿真步长中的所述当前子模块电压和所述当前投入子模块；

当所述仿真系统运行稳定后，获取最终投入子模块和最终子模块电压；

根据每一相的所述桥臂的所述最终子模块电压之和，得到该桥臂对应的所述控制元件的输入电压；

其中，所述当所述控制元件处于非闭锁状态时，获取所述仿真系统中在预设的仿真步长内的桥臂电流，计算得到所述仿真步长内的子模块电压增量，具体包括：

当所述控制元件处于非闭锁状态时，通过电流互感器测量所述仿真系统中的每一相的桥臂在预设的仿真步长内的桥臂电流；

通过计算得到所述仿真步长内的子模块电压增量；其中，T_s为预设的仿真步长，Δu_cap((n+1)T_s)为t＝(n+1)T_s时刻的子模块电压增量，i_arm为桥臂电流，C₀为子模块初始电容；

所述获取所述仿真系统中的直流电压和三相交流电压，计算得到每一相的桥臂参考电压，具体包括：

根据测量获取所述仿真系统中的直流电压和三相交流电压；

根据公式对所述三相交流电压进行派克变换，得到变换后的d轴电压分量和q轴电压分量；其中，u_d、u_q为派克变换后的d轴电压分量和q轴电压分量，T_3s/2r为派克变换，u_a、u_b、u_c为经过测量得到的所述换流器与交流电网公共连接点的三相交流电压，θ为锁相环输出电网相角；

根据得到d轴参考电流和q轴参考电流；其中，i_d^*、i_q^*分别为d轴参考电流和q轴参考电流，P^*、Q^*分别为初始化时的有功功率指令值和无功功率指令值；

根据得到d轴参考电压和q轴参考电压；其中，i_d、i_q为所述换流器与所述交流电网公共连接点的三相电流经过派克变换后得到的d轴电流分量和q轴电流分量，e_d、e_q为所述换流器的桥臂中点三相输出电压e_a、e_b、e_c经过派克变换后得到的d轴电压分量和q轴电压分量，ω为电网角频率，L为桥臂电抗，k_dp、k_di、k_qp、k_qi分别为d轴比例参数、d轴积分参数、q轴比例参数、q轴积分参数；

根据得到所述换流器每一相的桥臂参考电压；其中，u_{k_arm_i}为所述换流器中某一相某一桥臂的桥臂参考电压，k＝a,b,c；i＝p,n，p表示上桥臂，n表示下桥臂，u_dc为测量的所述直流电压；

所述根据额定子模块数量、所述直流电压、所述桥臂参考电压，得到对应的桥臂要投入的子模块数，具体包括：

根据得到的额定子模块数量、所述直流电压和所述桥臂参考电压，结合公式得到对应的桥臂要投入的子模块数；其中，n_{k_i}为所述换流器某一相的某一桥臂需要投入的子模块数，round()为就近取整函数，N为初始化时设定的每个桥臂的额定子模块数。