计及电容过渡过程的双钳位型MMC电磁暂态高效仿真方法

刘晋; 邱子鉴; 庞博涵; 郭海平; 许明旺; 姚蜀军

doi:10.7500/AEPS20210930004

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计及电容过渡过程的双钳位型MMC电磁暂态高效仿真方法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 计及电容过渡过程的双钳位型MMC电磁暂态高效仿真方法
- Efficient Simulation Method for Electromagnetic Transient of Clamp Double Sub-module Modular Multi-level Converter Considering Capacitance Transition Process
- 电力系统自动化 2022年46卷第24期页码：170-177
- 作者机构：
  
  1.华北电力大学电气与电子工程学院,北京市 102206
  2.国网北京市电力公司,北京市 100031
  3.直流输电技术国家重点实验室(中国南方电网科学研究院有限责任公司),广东省广州市 510663
- 作者简介：
  
  刘晋(1974—)，男，博士，讲师，主要研究方向：柔性交直流输电、电力电子技术。E-mail：liujin@ncepu.edu.cn
  邱子鉴(1996—)，男，硕士，主要研究方向：柔性交直流输电、电磁暂态建模与仿真。E-mail：871449454@qq.com
  庞博涵(1997—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电磁暂态建模与仿真。E-mail：pang_bohan@163.com
  姚蜀军(1973—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：电力系统运行与控制、直流输电、电磁暂态仿真和建模等。E-mail：yaoshujun@ncepu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2021YFB2400500);中国南方电网有限责任公司重点科技项目（基于异构超级计算机的新型电力系统实时仿真平台样机研发（一期）,KYKJXM20220014）
- DOI：10.7500/AEPS20210930004
  中图分类号：
- 收稿：2021-09-30，
  
  修回：2022-04-24，
  
  网络出版：2022-10-27，
  
  纸质出版：2022-12-25
- 稿件说明：
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刘晋,邱子鉴,庞博涵等.计及电容过渡过程的双钳位型MMC电磁暂态高效仿真方法[J].电力系统自动化,2022,46(24):170-177.

LIU Jin,QIU Zijian,PANG Bohan,et al.Efficient Simulation Method for Electromagnetic Transient of Clamp Double Sub-module Modular Multi-level Converter Considering Capacitance Transition Process[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(24):170-177.
刘晋,邱子鉴,庞博涵等.计及电容过渡过程的双钳位型MMC电磁暂态高效仿真方法[J].电力系统自动化,2022,46(24):170-177. DOI： 10.7500/AEPS20210930004.

LIU Jin,QIU Zijian,PANG Bohan,et al.Efficient Simulation Method for Electromagnetic Transient of Clamp Double Sub-module Modular Multi-level Converter Considering Capacitance Transition Process[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(24):170-177. DOI： 10.7500/AEPS20210930004.

摘要

针对在电磁暂态程序中双钳位子模块型模块化多电平换流器（CDSM-MMC）拓扑复杂、仿真速度慢的问题，将半隐式延迟解耦法应用于CDSM-MMC的电磁暂态快速仿真研究中，提出一种计及并联电容过渡过程，且解耦电路简单、导纳矩阵恒定、易于并行的高效仿真方法。首先，建立了双钳位子模块的状态空间方程，通过分裂系统矩阵，应用不同积分格式变量间的时间延迟特性，得到正常状态和闭锁状态下计及并联电容过渡过程的双钳位子模块的解耦模型；然后，分析了该模型的特点，设计了计算时序和流程；最后，通过算例验证了文中模型在大幅提高CDSM-MMC仿真效率的基础上，还兼顾了较高的仿真精度。

Abstract

Aiming at the problems of complex topology and slow simulation speed of clamp double sub-module (CDSM) modular multi-level converter (CDSM-MMC) in the electromagnetic transient program

the semi-implicit delay decoupling method is applied to the fast simulation research of the electromagnetic transient of CDSM-MMC. A efficienct simulation method with simple decoupling circuit

constant admittance matrix

and easy parallelism is proposed

which takes into account the transition process of shunt capacitors. First

the state space equation of the CDSM is established. By splitting the system matrix and applying the time delay characteristics between variables of different integral formats

the decoupling model of CDSM considering the transition process of the shunt capacitor in the normal state and the blocking state is obtained. Then

the characteristics of the model are analyzed and the calculation timing and flow are designed. Finally

an example is used to verify that the model in this paper not only greatly improves the simulation efficiency of the CDSM-MMC

but also takes into account the higher simulation accuracy.

关键词

Keywords

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