[发明专利]模块化多电平变流器的交流阻抗建模方法

说明书

本发明提供一种模块化多电平变流器的交流阻抗建模方法，所述方法具体包括如下步骤：S1：构建模块化电平变流器功率电路的电气解析模型；S2：对所述功率电路的电气解析模型进行连续化处理，获得功率电路的电气解析模型的平均模型；S3：构建功率电路的小信号数学模型，并将所述小信号数学模型转换到频域下采用矩阵和向量的形式表示；S4：构建控制电路的小信号模型；S5：确定双闭环并网模块化多电平变流器的阻抗模型Z_ac(f_p)。本发明提出的建模方法考虑了交流侧变压器漏感和变压器变比对功率电路的静态工作点的影响，以及交流侧变压器漏感和变压器变比对控制电路小信号路径的影响，使建立的MMC阻抗模型更准确，同时提高了其并网稳定性分析的准确性。

技术领域

本发明涉及并网变流器阻抗建模技术领域，尤其涉及一种模块化多电平变流器的交流阻抗建模方法。

背景技术

柔性高压直流输电通常采用模块化多电平变流器，这种变流器具有模块化结构、开关频率低、输送能力较高、谐波特性好、控制灵活等优点，是未来换流站发展的趋势。由于模块化多电平并网变流器复杂的动态特性，易与电网或电网中的感性设备相互作用，产生谐波振荡，造成严重的电网安全事故。因此，柔性直流换流站的设计与运行需要充分考虑其中电力电子变流器的稳定性。而换流器的稳定性又与其阻抗特性密切相关，因此，准确的阻抗模型是保证换流器准确稳定性分析和设计的前提。但是，目前针对模块化多电平变流器的建模没有充分考虑其变压器变比和漏感对功率电路和控制电路的影响，导致建模准确度不够。

因此，亟需一种考虑变压器变比和漏感对功率电路以及控制电路的影响的能够提升变流器的建模准确度的建模方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种模块化多电平变流器的交流阻抗建模方法，已解决现有技术的缺陷。

本发明提供一种模块化多电平变流器的交流阻抗建模方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：

S1：构建模块化电平变流器功率电路的电气解析模型；

S2：对所述功率电路的电气解析模型进行连续化处理，获得功率电路的电气解析模型的平均模型；

S3：以所述平均模型的基础，构建功率电路的小信号数学模型，并将所述小信号数学模型转换到频域下采用矩阵和向量的形式表示；

S4：构建控制电路的小信号模型，并将所述小信号数学模型转换到频域下采用矩阵和向量的形式表示；

S5：以所述功率电路的小信号数学模型和控制电路的小信号模型为基础，确定双闭环并网模块化多电平变流器的阻抗模型Z_ac(f_p)；

所述述功率电路的电气解析模型如下：

其中，L表示桥臂滤波电感，R表示桥臂电阻，C_SM表示桥臂子模块电容，v_p表示换流桥直流侧正极电压，v_n表示换流桥直流侧负极电压，v_x表示桥臂中点电压，i_xl表示三相桥下桥臂电流，i_xu表示三相桥上桥臂电流，v_xl,i表示三相桥臂下桥臂电压，v_xu,i表示三相桥上桥臂电压，x表示变量x＝a,b,c，s_xu,i表示三相上桥臂的子模块投切状态，s_xl,i表示三相下桥臂的子模块投切状态，i表示桥臂中子模块序号，x表示变量x＝a,b,c。

进一步，所述步骤S2中将模块化多电平变流器中离散的开关模型平均化表示获得电气解析模型的平均模型，所述电气解析模型的平均模型如下：