[发明专利]一种混合型MMC全状态高效电磁暂态仿真方法及系统

说明书

本申请公开了一种混合型MMC全状态高效电磁暂态仿真方法及系统。其中，该方法包括:根据混合型MMC的解闭锁信号，判断混合型MMC的解闭锁状态，所述桥臂子模块包括桥臂半桥子模块以及桥臂全桥子模块；根据混合型MMC的解闭锁状态，对桥臂半桥子模块进行戴维南等效，确定混合型MMC半桥子模块戴维南等效支路；根据混合型MMC的解闭锁状态，对桥臂全桥子模块进行戴维南等效，确定混合型MMC全桥子模块戴维南等效支路；根据所述混合型MMC半桥子模块戴维南等效支路和所述混合型MMC全桥子模块戴维南等效支路，获得混合型MMC全状态高效模型，进行电磁暂态仿真计算。

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种混合型MMC全状态高效电磁暂态仿真方法及系统。

背景技术

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)以其谐波含量少、故障处理能力强、开关频率低、扩展性能好、便于模块化设计等优势，迅速得到了国内外高度关注。目前MMC逐渐从低电压、小容量示范工程向高电压、大容量方向快速发展，在异步联网、风电场并网、城市中心供电、常规直流混连等场合展现出独特的技术优势和经济效益，成为柔性直流输电系统的优选主流拓扑。

由半桥子模块和全桥子模块组成的混合型MMC兼顾直流故障穿越能力和经济性，运用前景广阔。随着混合型MMC的不断规划和投运，研究混合型MMC电磁暂态仿真方法，建立适用于大电网的混合型MMC电磁暂态模型，对柔性直流系统调试，大规模交直流电网故障分析、稳定性分析和控制保护策略设计与验证等工程前期设计意义重大。

针对混合型MMC子模块数量众多，造成的仿真效率低下，不适用于大型电力系统全电磁暂态仿真分析的难题。将半桥MMC的仿真方法运用于全桥MMC和混合型MMC的电磁暂态仿真，建立混合型MMC戴维南等效模型，上述等效能够实现混合型MMC解锁模式下高精度仿真。但在电磁暂态仿真中，诸多情况都会涉及闭锁模式。针对混合型MMC闭锁模式下工作状态灵活复杂，且面临插值问题。如何正确模拟混合型MMC闭锁模式，从而实现高精度、高效率仿真混合型MMC解闭锁模式，是混合型MMC全状态电磁暂态仿真的难点。现有技术中借助PSCAD/EMTDC自带的二极管模型，通过控制开关的闭合模拟MMC闭锁模式。但此方法存在不足：1)单桥臂混合型MMC需用6个二极管等效，增加了内部节点个数，降低了模型的仿真效率；2)解锁模式下无法避免二极管仍根据动作准则进行不必要的插值计算，进一步降低混合型MMC的仿真效率；3)部分全状态桥臂等效模型在闭锁模式下仍在进行电容电压排序，严重降低了混合型MMC模型的计算效率；4)依赖国外PSCAD仿真平台的插值算法，存在平台受限不可用的风险。

发明内容

本公开的实施例提供了一种混合型MMC全状态高效电磁暂态仿真方法及系统，以至少解决现有技术中存在的如何正确模拟混合型MMC闭锁模式。借助PSCAD/EMTDC自带的二极管模型，通过控制开关的闭合模拟MMC闭锁模式。但此方法存在不足：1)单桥臂混合型MMC需用6个二极管等效，增加了内部节点个数，降低了模型的仿真效率；2)解锁模式下无法避免二极管仍根据动作准则进行不必要的插值计算，进一步降低混合型MMC的仿真效率；3)部分全状态桥臂等效模型在闭锁模式下仍在进行电容电压排序，严重降低了混合型MMC模型的计算效率；4)依赖国外PSCAD仿真平台的插值算法，存在平台受限不可用的风险的技术问题。

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种混合型MMC全状态高效电磁暂态仿真方法，包括：根据混合型MMC的解闭锁信号，判断混合型MMC的解闭锁状态，所述桥臂子模块包括桥臂半桥子模块以及桥臂全桥子模块；根据混合型MMC的解闭锁状态，对桥臂半桥子模块进行戴维南等效，确定混合型MMC半桥子模块戴维南等效支路；根据混合型MMC的解闭锁状态，对桥臂全桥子模块进行戴维南等效，确定混合型MMC全桥子模块戴维南等效支路；根据所述混合型MMC半桥子模块戴维南等效支路和所述混合型MMC全桥子模块戴维南等效支路，获得混合型MMC全状态高效模型，进行电磁暂态仿真计算。