提高MMC高效电磁暂态模型仿真精度的方法

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2016.06.008

电力建设 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (6): 49-54.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2016.06.008

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提高MMC高效电磁暂态模型仿真精度的方法

郭琦1，王嘉钰2，林雪华1，李岩1，刘崇茹2

1.南方电网科学研究院，广州市 510080;2.华北电力大学电气与电子工程学院，北京市 102206

出版日期:2016-06-01
作者简介:郭琦（1979），男，高级工程师（教授级），博士，研究方向为高压直流控制保护技术和电网仿真技术研究等; 王嘉钰（1990），女，硕士研究生，研究方向为柔性直流输电系统控制策略; 林雪华（1988），女，硕士研究生，研究方向为柔性直流仿真建模与控制保护技术研究; 李岩（1973），男，高级工程师（教授级），博士，从事高压直流输电、柔性直流输电和电力系统分析方面的研究工作; 刘崇如（1977），女，教授，博士，从事交直流混合系统分析与仿真、运行与控制的科研与教学工作。
基金资助:
南方电网科技项目（大容量高电压柔性直流输电关键技术及工程应用研究）（CSGTRC-K142031）

Improvement of High-Efficiency Electromagnetic Transient Model Simulation Precision of MMC

GUO Qi1， WANG Jiayu2， LIN Xuehua1， LI Yan1， LIU Chongru2

1. Electric Power Research Institute， CSG， Guangzhou 510080， China;2. School of Electrical and Electronic Engineering， North China Electric Power University， Beijing 102206，China

Online:2016-06-01

摘要/Abstract

摘要：

对基于戴维南等效原理的模块化多电平换流器（modular multilevel converter， MMC）桥臂电磁暂态仿真详细模型的数学原理进行了分析，发现当仿真过程中发生故障或开关动作等引起网络结构变化时，由于电容电流会发生突变，当采用梯形积分法计算时会引入计算误差。为了解决这一问题，提出了一种通过求解突变后的非状态变量来消除计算误差的方法，在PSCAD/EMTDC下对比分析了误差消除前后在开关变化时刻的电容电压，验证了本方法的正确性和有效性。同时，搭建了单端101电平MMC-HVDC仿真系统，验证了本文提出的改进计算模型的正确性。

关键词: 模块化多电平换流器（MMC）, 戴维南等效, 梯形积分法, 计算误差, 仿真精度

Abstract:

This paper analyzes the mathematical principle of the electromagnetic transient simulation detailed model of modular multilevel converter （MMC） arm based on the Thevenin's equivalent principle. It is found that when the network structure changes caused by fault or switch of breakers during simulation process， the calculation error may be introduced when using trapezoidal integration method because of the mutation of the capacitor current. To solve the problem， this paper proposes a method to eliminate the calculation error through solving the non-state variable after the mutation. We compare the capacitor voltage before and after the elimination of the calculation error at the moment of switch changing in PSCAD/EMTDC， and verify the correctness and validity of the method. Meanwhile， we establish a single-terminal 101-level MMC-HVDC simulation system， whose results verify the correctness of the proposed improved calculation model.

Key words: modular multilevel converter （MMC）, Thevenin's equivalent, trapezoidal integration method, calculation error, simulation precision

中图分类号:

TM 743

郭琦，王嘉钰，林雪华，李岩，刘崇茹. 提高MMC高效电磁暂态模型仿真精度的方法[J]. 电力建设, 2016, 37(6): 49-54.

GUO Qi， WANG Jiayu， LIN Xuehua， LI Yan， LIU Chongru. Improvement of High-Efficiency Electromagnetic Transient Model Simulation Precision of MMC[J]. Electric Power Construction, 2016, 37(6): 49-54.

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