[发明专利]一种高压链式静止同步补偿器的仿真提速建模方法

摘要

本发明公开了一种高压链式静止同步补偿器的仿真提速建模方法，涉及电力电子技术领域。本发明首先对功率模块进行简化建模和化简，将四个电力电子开关等效为四个可变电阻，把直流电容电压分解为一个历史电压源和一个等效电阻，采用控制系统产生调制波信号，调制波信号与载波信号比较以生成每一个功率模块的4路PWM脉冲，4路脉冲电平的高低决定了电力电子开关所等效的可变电阻的阻值，高电平时对应导通电阻，低电平时对应关断电阻，通过编程并仿真，计算得到功率模块和换流链的主要电气量。本发明在实现较低误差的前提下，使仿真执行时间缩短了80％左右，大大提升了软件仿真的速度，有效提高了高压静止同步补偿器的仿真效率。

主权项

1.一种高压链式静止同步补偿器的仿真提速建模方法，其特征在于，高压链式静止同步补偿器采用三条换流链分别连接在电源的三相，每条换流链是由功率模块组成，对高压链式静止同步补偿器的仿真提速建模方法具体包括如下步骤：(1)、对功率模块进行简化建模每个功率模块包括四个IGBT和二极管的并联结构以及一个电容，四个并联结构中第一和第三并联结构串联、第二和第四并联结构串联，形成两个串联线路，两个串联线路并联，电容两端分别连接在两个串联线路中并联结构的连接点，其中电容的电压表示为其中，i_c为电容电流，C₀为功率模块容值，ΔT为仿真步长，R_c为电容的等效电阻值，且u_ceq(t‑ΔT)为电容的历史电压源，且(2)、对功率模块进行化简将四个并联结构分别等效为四个可变电阻R1、R2、R3和R4，将电容电压uc等效为一个历史电压源uceq(t‑Δt)和一个等效电阻Rc的串联；根据节点电压法得功率模块的电压usm(t)＝Rsm_eqism(t)+RKuceq(t‑Δt)                  (2)其中，电容电流为：(3)、对高压链式静止同步补偿器的主电路进行控制，生成调制波信号预先设置的换流链电流指令为换流链直流电压指令为对所有换流链上功率模块的电压进行计算得到三相换流链各个功率模块的电压平均值为u_cab、u_cbc、u_cca，对换流链电流指令换流链直流电压指令各个功率模块的电压平均值u_cab、u_cbc、u_cca和电容电流i_c(t)经过控制器计算得到的每个功率模块的调制波为m_i，i＝1,2,…,3N；(4)、将调制波与三角载波进行比较将调制波信号的正弦波与载波信号的三角波相比较，从而生成第一和第三并联结构的指令，而第一和第二并联结构的指令互反，第三和第四并联结构的指令互反，因此得到4路PWM信号，当第一个并联结构输出高电平，则R1相当于通态电阻Ron，低电平则相当于开路电阻Roff，其他并联结构相同。