[发明专利]一种ISOP型级联型电力电子变压器的电磁暂态等效建模方法

摘要

本发明设计一种输入串联输出并联含双有源桥的级联型电力电子变压器的电磁暂态等效建模方法（An electromagnetic transient equivalent modeling method for double active bridge basedcascaded power electronictransformer featuring with input‑series output‑parallel）。本发明的核心技术方案是：1、对开关组、电容、电感、变压器原/副边进行离散化等效，形成级联型PET的伴随电路；2、列写单个H桥‑DAB模块的节点导纳方程，利用快速嵌套同时求解算法，消去内部节点，得到仅含四节点的等效电路，同时保留内部节点的导纳信息；3、进行PET模块间的等效化简，得到多个H桥‑DAB模块的仅含四节点的等效电路，并推广至三相；4、使用电磁暂态仿真软件整体求解，得到各相的等效四端子电压、电流；5、反解消去节点的电压、电流，更新当前时刻电容、电感、变压器支路的等效参数。

主权项

1.一种ISOP型级联型电力电子变压器的电磁暂态等效建模方法。其特征在于，本发明基于嵌套快速求解算法将含双有源桥和H桥的基本单元的内部节点等效消去，再基于串联电流约束和并联电压约束消去模块间的内部等效节点，将整个电力电子变压器等效为一个双端口等效电路。该方法包括以下步骤：/n步骤1：将单个H桥-DAB单元各自的IGBT及其反并联二极管用一个在高、低阻值间切换的二值开关电阻代替，同时采用梯形积分法将电容、电感元件和变压器原/副边耦合电感离散化为一个电导并联一个历史电流源的形式，从而得到级联型电力电子变压器的一个基本组成单元的伴随电路。推广到其他结构完全一样的模块，进而得到整个级联型电力电子变压器的伴随电路。/n步骤2：列写当前仿真周期内，分开表示基本单元内部和外部电流源的节点导纳方程，然后利用嵌套快速同时求解算法消去内部节点，分别得到电力电子变压器高压侧和低压侧的戴维南等效电路，同时存储内部节点的导纳信息。/n步骤3：进行级联型电力电子变压器模块间的等效化简，输入串联进行电压源和电阻的叠加，输出并联进行电流源和电导的叠加，得到单相仅含四节点的对外戴维南或诺顿等效电路，同时保留消去节点的等效导纳信息。/n步骤4：推广到交流三相系统各自连接的级联型电力电子变压器，并使用电磁暂态仿真程序进行一个步长的求解，得到各相的等效节点上的电压和电流值。/n步骤5：利用步骤3中的等效导纳信息，在已知等效节点的电压和电流基础上，可以迅速反解出最后被消去的基本单元上的节点电压和电流，再利用步骤2中保留的内部节点导纳信息，反解出内部节点上的电压和电流，从而更新当前仿真周期内的电容、电感和变压器支路的等效历史电流源参数。/n