[发明专利]一种基于数字孪生的模块化多电平换流器保护策略

权利要求书

1.一种基于数字孪生的模块化多电平换流器保护策略，其特征在于，包括下述步骤：

根据MMC遵循的全部物理规律，并结合MMC控制信息建立数字孪生模型；

基于MMC孪生模型建立测量方程；

采用最小二乘法进行动态状态估计计算测量误差；

根据保护动作类型提出启动、动作两套保护判据。

2.如权利要求1所述的一种基于数字孪生的模块化多电平换流器保护策略，其特征在于，所述MMC每个桥臂由桥臂电抗器L与N个子模块(SM)串联组成，同相的上下两个桥臂构成一个相单元；

子模块拓扑结构采用半桥型结构，通过开关器件VT1、VT2、VD1、VD2的相互配合，实现子模块的投切运行，C为子模块电容。

3.如权利要求2所述的一种基于数字孪生的模块化多电平换流器保护策略，其特征在于，所述根据MMC遵循的全部物理规律，并结合MMC控制信息建立数字孪生模型具体包括：

任一时刻，同一桥臂子模块构成的桥臂电压u_rj(r＝p,n，分别表示上下桥臂；j＝a,b,c，表示abc三相)用子模块电容电压及其开关函数表示，即：

式(1)中，u_{SM,rj_i}表示j相r桥臂第i个子模块耦合到桥臂中的电压；S_{rj_i}表示j相r桥臂第i个子模块的开关函数；子模块投入时，S_{rj_i}＝1，子模块切除时，S_{rj_i}＝0；u_{c,rj_i}表示j相r桥臂第i个子模块的电容电压，桥臂电阻R用于等效桥臂损耗；

根据KCL、KVL及子模块电容电流与桥臂电流的关系对MMC列写状态方程，获得MMC在时域中的数字孪生模型：

式(2)中，i_rj为流过桥臂的电流；i_j为交流侧馈入电流；i_dc、i_dcn为直流测电流；u_{c,rj_total}为桥臂子模块电容电压累加值；S_{rj_total}为桥臂子模块开关函数累加值；

式(2)通过积分法消去微分项，将其转为历史值进行计算；

一次积分法与二次积分法分别如式(3)和式(4-5)所示：

式中，Δt为采样间隔。