[发明专利]一种MMC多子模块自定义集成元件的设计方法

摘要

本发明公开了电力系统运行和控制技术领域中的一种MMC多子模块自定义集成元件的设计方法。包括确定每个子模块的等效状态和等效模型，将各个子模块的等效模型合并为戴维南等效模型；修正处于闭锁状态的子模块的等效状态；设置子模块的故障类型，根据子模块的故障类型修正子模块的等效模型；在电磁暂态仿真软件PSCAD中实现子模块的编写。本发明克服了现有的子模块等效模型在建立大规模MMC系统时存在的工作量过大的缺陷，实现了子模块闭锁状态的等效，解决了现有的等效模型无法设置故障的问题。

主权项

一种MMC多子模块自定义集成元件的设计方法，其特征是所述方法包括：步骤1：确定每个子模块的等效状态和等效模型，将各个子模块的等效模型合并为戴维南等效模型；步骤2：修正处于闭锁状态的子模块的等效状态；步骤3：设置子模块的故障类型，根据子模块的故障类型修正子模块的等效模型；步骤4：在电磁暂态仿真软件PSCAD中实现子模块的编写；所述确定每个子模块的等效状态和等效模型具体为：当子模块为投入状态，或者子模块为闭锁状态并且满足ibr(t)>0和Vin_i>Uci(t)时，子模块的等效状态为电容状态且子模块的等效模型为：当子模块为旁路状态，或者子模块为闭锁状态并且满足ibr(t)<0时，子模块的等效状态为小电阻状态且子模块的等效模型为：当子模块为闭锁状态并且满足ibr(t)≥0和Vin_i≤Uci(t)时，子模块的等效状态为大电阻状态且子模块的等效模型为：其中，Reqi为第i个子模块的等效电阻，Veqi(t)为第i个子模块在时刻t的受控电压源，Δt为仿真步长，C为子模块电容，Uci(t‑Δt)为第i个子模块在时刻t‑Δt的电容电压，Uci(t)为第i个子模块在时刻t的电容电压，ibr(t‑Δt)为时刻t‑Δt流入第i个子模块的桥臂电流，ibr(t)为时刻t流入第i个子模块的桥臂电流，Vin_i为第i个子模块的输入电压；所述将各个子模块的等效模型合并为戴维南等效模型采用公式：其中，Reqsm为MMC多子模块等效电阻，Veqsm为MMC多子模块等效受控电压源，Reqi为第i个子模块的等效电阻，Veqi(t)为第i个子模块在时刻t的受控电压源，N为子模块数量；所述修正处于闭锁状态的子模块的等效状态具体为：子步骤A1：分别设定子模块的等效状态为电容、大电阻和小电阻状态时的标识flag的值；当子模块的等效状态为电容状态时，设定标识flag＝‑2；当子模块的等效状态为大电阻状态时，设定标识flag＝1；当子模块的等效状态为小电阻状态时，设定标识flag＝‑1；子步骤A2：判断Vin_i>Uci(t)是否成立，如果Vin_i>Uci(t)，则子模块的等效状态为电容状态且令标识flag＝‑2；否则，执行子步骤A3；其中，Vin_i为第i个子模块的输入电压，Uci(t)为第i个子模块在时刻t的电容电压；子步骤A3：子模块的等效状态为大电阻状态且令标识flag＝1；子步骤A4：判断ibr(t)>0是否成立，如果ibr(t)>0，则子模块的等效状态为大电阻状态且令标识flag＝1；否则，执行子步骤A5；其中，ibr(t)为时刻t流入第i个子模块的桥臂电流；子步骤A5：判断flag>0是否成立，如果flag>0，则执行子步骤A6；否则，执行子步骤A7；子步骤A6：判断Vin_i<0是否成立，如果Vin_i<0，则执行子步骤A7；否则，执行子步骤A3；子步骤A7：子模块的等效状态为小电阻状态且令标识flag＝‑1；子步骤A8：判断ibr(t)>0是否成立，如果ibr(t)>0，则令t＝t+1，执行子步骤A2；否则，令t＝t+1，执行子步骤A7。