[发明专利]一种考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法

权利要求书

1.一种考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法，其特征在于：

步骤S1：子模块电压传感器等效电路构建与子模块电压波形叠加环节，根据MMC开关模型下子模块电压传感器的等效电路，通过寄生电阻和电容间耦合得到的噪声同电容电压的叠加，得到考虑采样噪声下的子模块电容电压波形示意图。

步骤S2：子模块电压传感器噪声计算环节，根据电容电压波形示意图，通过积分运算得到MMC开关模型下子模块电压传感器噪声表达式。

步骤S3：平均值模型噪声集成环节，由于平均值模型中无法准确得到采样噪声，将采样噪声单元集成到MMC平均值模型中。

2.根据权利要求1所述的考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法，其特征为步骤S1中的桥臂子模块电压和的表达式为：

式中，C_arm为桥臂电容之和；m为j相电压调制比；ω基波角频率；为输出电流相位；i_diffj为j相环流；i_j为交流测输出电流。

子模块电压传感器噪声会对电容电压产生影响，基于此，绘制电压传感器的等效电路，方便后文中对采样噪声的计算处理。

3.根据权利要求1所述的考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法，其特征为步骤S2中的子模块电压传感器噪声计算环节为：

在第n+1个周期内，采样噪声可以表达为

v_svsn,n+1＝∫v_svsn(t)dt/T

＝[(v_n+1,1-v_n+1,2)+(v_n+1,3-v_n+1,4)+(v_n+1,5-v_n+2,1)]τ/T

＝(v_n+1,1-v_n+2,1)τ/T

式中，v_svsn,n+1是第n+1个周期的采样噪声；T为采样周期；τ为时间常数。由上式可以发现，单个个周期内的采样噪声由周期内子模块电容采样电压的起始点和结尾点决定。v_n+2,1又可以表示为:

其中D_n+1为第n+1个周期的占空比。

当时间常数τ大于采样周期T时，使用泰勒级数对bD_n+1进行线性逼近，可以得到b的表达式为

由于exp(-T/τ)小于1，从式(6)中可以得到，采样噪声主要由占空比决定。固对式(6)进行省略化简可以得到采样噪声更新后的表达式

4.根据权利要求1所述的基于考虑子模块电压传感器噪声的MMC建模方法，其特征为步骤S3中的考虑SVSN后上下桥臂电容电压之和表达式为：

式中，R_foll是耦合电阻，v_smj为第j个子模块的当前电容电压，D_n为第n个周期的占空比。

将噪声单元集成于MMC平均值模型中，考虑SVSN影响的子模块拓扑如图4所示。