[发明专利]模块化多电平矩阵变换器的机电暂态建模方法及拓扑结构

权利要求书

1.一种模块化多电平矩阵变换器的机电暂态建模方法，其特征在于，

构建变换器暂态简化模型，用于等效模块化多电平矩阵变换器；

所述变换器暂态简化模型包括工频侧交流功率注入模型、低频侧交流功率注入模型、桥臂矩阵等值模型，实现模块化多电平矩阵变换器的机电暂态仿真模拟；

所述工频侧交流功率注入模型，其为工频侧等值数学模型，用于确定工频侧交流系统与等效直流侧之间的关系；

所述低频侧交流功率注入模型，其为低频侧等值数学模型，用于确定低频侧交流系统与等效直流侧之间的关系；

所述桥臂矩阵等值模型，其为等效直流侧模型，用于确定工频侧模型和低频侧模型的连接关系。

2.如权利要求1所述的一种模块化多电平矩阵变换器的机电暂态建模方法，其特征在于，

工频侧交流功率注入模型的构建方法，具体包括以下步骤：

第一步，获取外环电流控制指令I_sdref、I_sqref；

第二步，根据第一步的外环电流控制指令I_sdref、I_sqref生成工频网侧电流I_sd、I_sq；

第三步，利用第二步中的工频网侧电流I_sd、I_sq，计算工频交流侧功率，其计算公式如下：

P_s＝|U_s|*I_sd

Q_s＝|U_s|*I_sq；

其中，U_s为工频侧的交流电压；

P_s、Q_s为工频侧交流系统注入模块化多电平矩阵变换器的有功功率、无功功率；

第四步，通过第三步中的工频交流侧功率，计算注入工频侧交流系统的工频系统交流侧功率，其计算公式如下：

其中，U_sx是工频网侧交流电压的X轴分量；

U_sy是工频网侧交流电压的Y轴分量；

第五步，将第四步中的工频系统交流侧功率I_sx、I_sy，注入工频侧交流系统中。

3.如权利要求2所述的一种模块化多电平矩阵变换器的机电暂态建模方法，其特征在于，

所述工频侧等值数学模型根据工频交流侧注入变换器的有功功率等于等效直流侧功率的原则，得到工频侧等效直流功率的计算公式：

式中，P_dcs为工频侧等效直流功率，P_s是工频侧交流系统注入变换器的有功功率，Q_s是工频侧交流系统注入变换器的无功功率，P_sloss为工频侧的等效功率损耗，n％为模块化多电平矩阵变换器的总损耗系数。

4.如权利要求2所述的一种模块化多电平矩阵变换器的机电暂态建模方法，其特征在于，

工频侧的注入节点处电压相量为U_s，以注入变换器的方向为功率的正方向，注入节点的有功和无功分别满足如下公式：

其中，P_s、Q_s为工频侧交流系统注入多电平模块化矩阵式变换器的有功功率、无功功率；

I_sd、I_sq为工频侧交流电流以U_s为参考相位做DQ分解后确定的交流电流D轴分量和Q轴分量。