[发明专利]混合式制动电阻变换器的电磁暂态等效建模方法和系统

权利要求书

1.一种混合式制动电阻变换器的电磁暂态等效建模方法，其特征在于包括以下步骤：

1)对混合式制动电阻变换器的子模块拓扑结构进行分析，并对子模块中各主要元件进行等效建模；

2)对运行过程中混合式制动电阻变换器子模块的运行状态进行分析，并基于步骤1)中各主要元件的等效模型，得到不同运行状态下子模块的戴维南等效电路，进而得到混合式制动电阻变换器的支路戴维南等效电路；

3)将混合式制动电阻变换器的支路戴维南等效电路代入柔直系统网络进行求解，得到含混合式制动电阻变换器的系统电磁暂态仿真结果。

2.如权利要求1所述的混合式制动电阻变换器的电磁暂态等效建模方法，其特征在于：所述步骤1)中，对混合式制动电阻变换器的子模块中各主要元件进行等效建模的方法，包括以下步骤：

1.1)对混合式制动电阻变换器的子模块拓扑结构进行分析，获得子模块包含的主要元件，所述主要元件包括第一IGBT、第二IGBT、二极管、电容、均压电阻、限压电阻元件；

1.2)对IGBT及其反并联二极管在导通状态及关断状态的等效电阻进行分析，并将IGBT及其反并联二极管等效为受IGBT触发指令控制的可变电阻；

1.3)对二极管在导通状态及箝位状态的等效电阻进行分析，并将二极管等效为受运行状态控制的可变电阻；

1.4)对电容进行等效分析，并将电容等效为由等效历史电压源v_CEQ(t-ΔT)与等效电阻r_CEQ串联组成的戴维南等效电路。

3.如权利要求2所述的混合式制动电阻变换器的电磁暂态等效建模方法，其特征在于：所述步骤1.2)中，将IGBT及其反并联二极管等效为受IGBT触发指令控制的可变电阻是指：

当触发指令为1时IGBT导通，将其等效为阻值为0.01Ω的电阻；

当触发指令为0时IGBT关断，将其等效为开路状态；

所述步骤1.3)中，将二极管等效为受运行状态控制的可变电阻是指：

当二极管处于导通状态时，将其等效为阻值为0.01Ω的电阻；

当二极管处于钳位状态时，将其等效为开路状态。

4.如权利要求2所述的混合式制动电阻变换器的电磁暂态等效建模方法，其特征在于：所述步骤1.4)中，所述电容的等效历史电压源v_CEQ(t-ΔT)和等效电阻r_CEQ的计算公式分别为：

式中，ΔT为仿真步长；C为子模块电容；i_C(t-ΔT)为子模块电容历史电流；v_C(t-ΔT)为子模块电容历史端间电压。

5.如权利要求1所述的混合式制动电阻变换器的电磁暂态等效建模方法，其特征在于：所述步骤2)中，获得混合式制动电阻变换器的支路戴维南等效电路的方法，包括以下步骤：

2.1)基于步骤1)中得到的混合式制动电阻变换器子模块内各主要元件的等效模型，将混合式制动电阻变换器的子模块拓扑结构等效为电阻与电压源串并联的形式；

2.2)对子模块中第一IGBT与第二IGBT的触发指令进行排列组合，得到混合式制动电阻变换器的子模块的运行状态；

2.3)对混合式制动电阻变换器中不同运行状态下的各子模块进行进一步简化等效分析，并计算得到各子模块的端口电压v_SM与电容电流i_C(t)；

2.4)基于混合式制动电阻变换器中第一IGBT导通的子模块个数以及步骤2.3)中不同运行状态的子模块的端口电压v_SM，将混合式制动电阻变换器等效为由支路历史电压源v_armEQ(t-ΔT)与支路等效电阻r_armEQ串联组成的支路戴维南等效电路。