[发明专利]一种线性均压排序方法及装置

说明书

本发明提供了一种线性均压排序方法及装置，将基于梯形积分法的全桥型MMC戴维南等效模型中的全桥子模块的电容电压按照两个相邻步长统一桥臂内的全桥子模块的投切状态的两两组合，分为A、B、C、D四组，在任何一组当中随着充放电的进行，虽然电容电压的增量各不相同，但是在上个步长为升序的电容电压组，经过电压的更新后依然可以维持升序，因此，仅仅通过2N‑3次比较即可获得一个桥臂内的N个全桥子模块的电容电压的升序排序，解决了现有的排序算法的计算复杂度高，且没有针对换流器的建模过程进行分析与结合，导致的无法达到基于梯形积分法的传统戴维南模型最优的仿真效率的技术问题。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，尤其涉及一种线性均压排序方法及装置。

背景技术

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)凭借其开关损耗低，输出波形谐波含量少等优点，已经广泛应用于柔性直流输电工程领域中，目前，国内外在建的柔性直流输电工程大都采用MMC结构。

随着MMC电平数不断增加，非线性换流器模型的导纳矩阵阶数也将不断增加，这将使得MMC电磁暂态仿真中对非线性换流器模型的导纳矩阵求逆的计算量很大，导致高电平数MMC电磁暂态仿真速度极其缓慢，无法满足科研需求。为此，加拿大曼尼托巴大学的Gole院士研究团队提出了一种基于梯形积分法的MMC等效模型，通过将开关器件用一双值可变电阻替换且关断电阻为一实际值，同时使用梯形积分法离散化子模块电容，并求出单个桥臂的戴维南等效电路，从而实现导纳矩阵的降阶，开创了MMC高精度与高效率并重的建模研究新领域。

但现有的基于梯形积分法的MMC等效模型的建模方法没有结合换流器的建模过程以及梯形积分法的基本原理针对均压排序算法进行改进，在仿真由大量超高电平全桥型MMC构成的多端直流电网时，计算效率低。而随着直流电网的发展，快速切除直流故障电流成为了关键性的问题，目前基于全桥型MMC的无闭锁直流故障穿越是切除直流故障的一个主流的解决方案，因此全桥在研究工作中的作用日益凸显，有必要分析基于梯形积分法的全桥型MMC传统戴维南等效模型的线性排序算法。

目前MMC子模块电容电压排序算法主要有冒泡法、质因子分解法、希尔排序法等方法，上述均压排序算法，计算复杂度大都为O(N2)。其中希尔排序算法均压效果与冒泡法严格等效，其平均时间复杂度为O(Nlog2N)，依然存在改善的空间。基于修正优化归并排序虽然时间复杂度能降为线性，但均压效果无法做到与冒泡法严格等效，一致性要差于冒泡法。且以上的排序算法均没有针对换流器的建模过程进行分析与结合，因此无法达到基于梯形积分法的传统戴维南模型最优的仿真效率。

发明内容

本发明提供了一种线性均压排序方法及装置，解决了现有的排序算法的计算复杂度高，且没有针对换流器的建模过程进行分析与结合，导致的无法达到基于梯形积分法的传统戴维南模型最优的仿真效率的技术问题。

本发明提供了一种线性均压排序方法，包括：

S1、根据t和t-△T两个时刻基于梯形积分法的全桥型MMC戴维南等效模型中的全桥子模块的投入或切除状态，将一个桥臂内全桥子模块分为A、B、C、D四组，其中，令A组在t时刻投入，t-△T时刻投入，B组在t时刻投入，t-△T时刻切除，C组在t时刻切除，t-△T时刻投入，D组在t时刻切除，t-△T时刻切除，得到A、B、C、D四组内的全桥子模块的电容电压的第一升序排列；

S2、分别对A、B、C、D四组内的全桥子模块的电容电压完成一个步长内的更新，得到A、B、C、D四组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列；

S3、根据A、B两组内的全桥子模块的电容电压的第二升序排列，对A、B两组内的全桥子模块的电容电压进行升序排序，得到E组的全桥子模块的电容电压的第三升序排列；