多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法及计算机设备技术

本发明专利技术公开一种多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法及计算机设备，其中，方法应用于多有源桥型变压器拓扑电路，拓扑电路包括：多个端口模块，每个端口模块包括多个有源H桥换流器及一绕组变压器，方法包括：根据多有源桥型变压器拓扑电路，创建多绕组变压器等效电路离散化模型；根据多绕组变压器等效电路离散化模型，对多有源桥型变压器拓扑电路进行电气量解耦；创建单模块串行等效模型；创建换流器串行等效模型；基于多核并行方式，计算多绕组变压器支路的等效参数。本发明专利技术可以应用在复杂的多有源桥型PET等效建模，实现与电磁暂态仿真过程的有效结合。仿真过程的有效结合。仿真过程的有效结合。

【技术实现步骤摘要】
多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法及计算机设备


[0001]本专利技术涉及电力系统建模与仿真
，具体涉及一种多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法及计算机设备。

技术介绍

[0002]近年来，针对电力电子变压器(Power Electronic Tranformer，PET)的等效建模仿真研究已日渐成熟，形成了包含平均值模型、解耦模型、数学机理模型、端口戴维南等效模型等多种类别的加速模型，涉及双有源桥(dual active bridge,DAB)、单有源桥(single active bridge,SAB)、级联H桥(cascaded H
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bridge,CHB)型，DAB等多种PET功率模块。
[0003]但是，相关技术中，只是应用于简单电路拓扑结构型PET等效建模，解耦模型通过一次电路的分割和二次系统的信息传递，实现系统降阶。但是对于复杂的多有源桥(multiple active bridge,MAB)型PET等效建模并不适用，无法实现与电磁暂态(electromagnetic transient,EMT)仿真过程的有效结合。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的无法实现与电磁暂态(electromagnetic transient,EMT)仿真过程的有效结合的问题，从而提供一种多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法及计算机设备。
[0005]根据第一方面，本专利技术实施例提供一种多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法，应用于多有源桥型变压器拓扑电路，所述拓扑电路包括：多个端口模块，每个端口模块包括多个有源H桥换流器及一绕组变压器，所述方法包括如下步骤：
[0006]根据所述多有源桥型变压器拓扑电路，创建多绕组变压器等效电路离散化模型；
[0007]根据所述多绕组变压器等效电路离散化模型，对所述多有源桥型变压器拓扑电路进行电气量解耦；
[0008]创建单模块串行等效模型；
[0009]创建换流器串行等效模型；
[0010]基于多核并行方式，计算多绕组变压器支路的等效参数。
[0011]在第一方面的一个可选的实施方式中，根据所述多有源桥型变压器拓扑电路，创建多绕组变压器等效电路离散化模型，包括：
[0012]获取各个开关管的触发信号，所述触发信号决定了相桥臂各子模块内IGBT开关管在当前时刻的开关状态；
[0013]根据当前时刻的触发信号对各开关管、电容、电感、多绕组变压器进行离散化等效形成离散化等效电路；
[0014]根据所述离散化等效电路，消去模块内部节点形成单个功率模块等效电路。
[0015]在第一方面的另一个可选的实施方式中，所述离散化等效电路包括四个单端口电路，所述单个功率模块等效电路包括四个等效电压源和四个等效电阻。
[0016]在第一方面的另一个可选的实施方式中，所述创建单模块串行等效模型，包括：
[0017]将多有源桥变压器的单个多端口模块拆分为多个单端口系统，将每个模块系统划分为DAB单元与H桥单元，分别化简等效得到所述单模块串行等效模型。
[0018]在第一方面的另一个可选的实施方式中，各个模块的所述单模块串行等效模型之间均不同时包含同一个计算量。
[0019]在第一方面的另一个可选的实施方式中，创建换流器串行等效模型，包括：
[0020]将多有源桥变压器的各功率模块，通过一次侧串联，二次侧并联的方式将N个等效电路连接,得到基于换流器串行等效模型的电力电子变压器的换流器串行等效模型。
[0021]在第一方面的另一个可选的实施方式中，对电力电子变压器内部的各个功率模块电压、电流进行逐个迭代更新，在获得第i个模块各端口电压后，进一步由端口电压计算储能元件的等效电流源。
[0022]在第一方面的另一个可选的实施方式中，基于多核并行方式，计算多绕组变压器支路的等效参数，包括：
[0023]将电力电子变压器内部多模块的建模计算过程分配给多个CPU，相互独立，并行计算。
[0024]根据第二方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或第一方面任一实施方式中所述的多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法。
[0025]根据第三方面，本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面任一实施方式中所述的多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法。
[0026]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0027]本专利技术公开一种多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法及计算机设备，其中，方法应用于多有源桥型变压器拓扑电路，拓扑电路包括：多个端口模块，每个端口模块包括多个有源H桥换流器及一绕组变压器，方法包括：根据多有源桥型变压器拓扑电路，创建多绕组变压器等效电路离散化模型；根据多绕组变压器等效电路离散化模型，对多有源桥型变压器拓扑电路进行电气量解耦；创建单模块串行等效模型；创建换流器串行等效模型；基于多核并行方式，计算多绕组变压器支路的等效参数。本专利技术可以应用在复杂的多有源桥型PET等效建模，实现与电磁暂态仿真过程的有效结合。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例中多有源桥型变压器拓扑电路的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例中有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法的流程图；
[0031]图3为本专利技术实施例中多有源桥型变换器功率模块的伴随网络的示意图；
[0032]图4为本专利技术实施例中MAB模块子系统划分示意图；
[0033]图5为本专利技术实施例中ISOP串行等效模型示意图；
[0034]图6为本专利技术实施例中PET等效模型并行框架示意图；
[0035]图7为本专利技术实施例中计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0036]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法，其特征在于，应用于多有源桥型变压器拓扑电路，所述拓扑电路包括：多个端口模块，每个端口模块包括多个有源H桥换流器及一绕组变压器，其特征在于，所述方法包括如下步骤：根据所述多有源桥型变压器拓扑电路，创建多绕组变压器等效电路离散化模型；根据所述多绕组变压器等效电路离散化模型，对所述多有源桥型变压器拓扑电路进行电气量解耦；创建单模块串行等效模型；创建换流器串行等效模型；基于多核并行方式，计算多绕组变压器支路的等效参数。2.根据权利要求1所述的多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法，其特征在于，根据所述多有源桥型变压器拓扑电路，创建多绕组变压器等效电路离散化模型，包括：获取各个开关管的触发信号，所述触发信号决定了相桥臂各子模块内IGBT开关管在当前时刻的开关状态；根据当前时刻的触发信号对各开关管、电容、电感、多绕组变压器进行离散化等效形成离散化等效电路；根据所述离散化等效电路，消去模块内部节点形成单个功率模块等效电路。3.根据权利要求2所述的多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法，其特征在于，所述离散化等效电路包括四个单端口电路，所述单个功率模块等效电路包括四个等效电压源和四个等效电阻。4.根据权利要求1所述的多有源桥型变压器的电磁暂态等效建模方法，其特征在于，所述创建单模块串行等效模型，包括：将多有源桥变压器的单个多端口模块拆分为多个单端口系统，将每个模块系统划分为DAB单元与H桥单元，分别化简等效得到所述单模...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英沛，宋洁莹，于弘洋，陆振纲，杨士慧，王春义，杜鹏，安树怀，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司国网山东省电力公司青岛供电公司，
类型：发明
国别省市：