(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210905467.5 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510000 广东省广州市越秀区东 风东 路757号 申请人 广东电网有限责任公司东莞供电局 (72)发明人 王文洪　吴轲　潘维　袁灼光　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 专利代理师 侯军洋 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/13(2006.01) (54)发明名称 一种两级变换结构的模块化换流器仿真方 法、 装置及模型 (57)摘要 本发明公开一种两级变换结构的模块化换 流器仿真方法、 装置及模 型。 该方法包括： 获取模 块化换流器的初始模型； 初始模 型包括输入级半 桥功率模块和输出级双主动桥模块； 根据初始模 型建立换流器等效仿真模型； 换流器等效仿真模 型包括输入级等效模型和输出级等效模型。 根据 输入级半桥功率模块各参数确定输入级等效模 型的第一、 第二可调电阻及电容等效电阻。 根据 输出级双主动桥模块各参数确定输出级等效模 型的等效电抗及等效电阻； 根据初始模型的不同 开关状态、 输入级电容电流、 输入级电容电压确 定输入级等效模 型中不同的第一、 第二受控电压 源； 根据初始模型的不同开关状态、 输出级电流 及输出级电容电压确定输出级等效模型的不同 的受控电流源。 权利要求书3页 说明书12页 附图3页 CN 115186505 A 2022.10.14 CN 115186505 A 1.一种两级变换 结构的模块 化换流器仿真方法， 其特 征在于， 包括： 获取模块化换流器的初始模型； 其中， 所述初始模型包括输入级半桥功率模块和输出 级双主动桥模块； 根据初始模型建立换流器等效仿真模型； 其中， 换流器等效仿真模型包括输入级等效 模型和输出级等效模型； 根据所述输入级半桥功率模块中各参数确定所述输入级等效模型的第 一可调电阻、 第 二可调电阻及电容 等效电阻； 根据所述输出级双主动桥模块各参数确定 输出级等效模型的等效电抗及等效电阻； 根据所述初始模型的不同开关状态、 所述输入级半桥功率模块的输入级电容电流及输 入级电容电压确定所述输入级等效模型中的不同的第一受控电压源和 不同的第二受控电 压源， 以及根据所述初始模型 的不同开关状态、 所述输出级双主动桥模块的输出级电流及 输出级电容电压确定所述输出级等效模型的不同的受控电流源。 2.根据权利要求1所述的两级变换结构的模块化换流器仿真方法， 其特征在于， 根据 所 述初始模型的不同开关状态、 所述输入级半桥功 率模块的输入级电容电流及输入级电容电 压确定所述输入级等效模型中的不同的第一受控电压源和不同的第二受控电压源， 以及根 据所述初始模型的不同开关状态、 所述输出级双主动桥模块的输出级电流及输出级电容电 压确定所述输出级等效模型的不同的受控电流源， 包括： 根据所述初始模型的不同开关状态对所述初始模型建立 不同的KVL 微分方程； 对所述不同的KVL 微分方程进行离 散化处理得到不同的离 散化方程； 根据不同的离散化方程确定所述输入级等效模型中的不同的第 一受控电压源、 不同的 第二受控电压源以及确定所述输出级等效模型的不同的受控电流源。 3.根据权利要求1所述的两级变换结构的模块化换流器仿真方法， 其特征在于， 根据初 始模型建立换流器等效仿真模型， 其中， 换流器等效仿真模型包括输入级等效模型和输出 级等效模型， 包括： 根据初始模型建立所述输入级等效模型的正向电流等效通路、 电容等效支路及负向电 流等效通路； 根据初始模型建立所述输出级等效模型的换流输出电流 等效通路； 根据所述正向电流等效通路、 所述电容等效支路、 所述负向电流等效通路及所述换流 输出电流等效通路确定换流器仿真模型， 其中， 所述正向电流等效通路与所述负向电流等 效通路并联 连接， 所述 正向电流 等效通路与所述电容 等效支路串联 连接。 4.一种两级变换 结构的模块 化换流器仿真装置， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取模块化换流器的初始模型； 其中， 所述初始模型包括输入级半桥功 率模块和输出级双主动桥模块； 等效仿真模型建立模块， 根据初始模型建立换流器等效仿真模型； 其中， 换流器等效仿 真模型包括输入级等效模型和输出级等效模型； 第一确定模块， 用于根据所述输入级半桥功率模块中各参数确定输入级等效模型的第 一可调电阻、 第二可调电阻及电容 等效电阻； 第二确定模块， 用于根据所述输出级双主动 桥模块各参数确定输出级等效模型的等效 电抗及等效电阻；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115186505 A 2第三确定模块， 用于根据所述初始模型的不同开关状态、 所述输入级半桥功率模块的 输入级电容电流及输入级电容电压确定所述输入级等效模型中的不同的第一受控电压源 和不同的第二受控电压源， 以及根据所述初始模型 的不同开关状态、 所述输出级双主动桥 模块的输出级电流及输出级电容电压确定所述输出级等效模型的不同的受控电流源。 5.根据权利要求4所述的两级变换结构的模块化换流器仿真装置， 其特征在于， 所述第 三确定模块， 包括： 微分方程建立单元， 用于根据 所述初始模型的不同开关状态对所述初始模型建立不同 的KVL微分方程； 离散化处理单元， 用于对所述不同的KVL微分方程进行离散化处理得到不同的离散化 方程； 第二确定单元， 用于根据不同的离散化方程确定所述输入级等效模型中的不同的第 一 受控电压源、 不同的第二受控电压源以及确定所述输出级等效模型的不同的受控电流源。 6.根据权利要求4所述的两级变换结构的模块化换流器仿真装置， 其特征在于， 等效仿 真模型建立模块包括： 第一通路建立单元， 用于根据初始模型建立所述输入级等效模型的正向电流等效通 路、 电容等效支路及负向电流 等效通路； 第二通路建立单元， 用于根据初始模型建立所述输出级等效模型的换流输出电流等效 通路； 等效仿真模型建立单元， 用于根据所述正向电流等效通路、 所述电容等效支路、 所述负 向电流等效通路及换流输出电流等效通路确定换流器仿真模型， 其中， 所述正向电流等效 通路与所述负向电流等效通路 并联连接， 所述正向电流等效通路与所述电容等效支路串联 连接。 7.一种两级变换结构的模块化换流器仿真模型， 其特征在于， 由上述权利要求1 ‑3任一 项所述的模块化换流器仿真方法得到， 所述模块化换流器仿真模型包括： 输入级等效模型 和输出级等效模型； 所述输入级等效模型包括第一可调电阻、 第二可调电阻、 电容等效电阻、 第一二极管、 第二二极管、 第一受控电压源和第二受控电压源； 所述输出级等效模型包括 等效电抗、 等效电阻和受控电流源； 所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阳极均与所述输入级等效模型的桥臂正 极电连接； 所述第二 二极管的阴极与所述第一可调电阻的第一端相连； 所述第一二极管的阳极与 所述第二受控电压源的第 一端电连接， 所述第 二受控电压源 的第二端与所述第二可调电阻的第一端电连接； 所述第一可调电阻的第二端和所述第二可调电阻的第二端均与所述第一受控电压源 的第一端电连接， 所述第一受控电压源的第二端与所述等效电阻的第一端电连接， 所述等 效电阻的第二端与所述输入级等效模型的桥臂负极电连接； 所述受控电流源、 所述 等效电抗与所述 等效电阻串联 连接， 并与换流器输出电容并联。 8.根据权利要求7所述的两级变换结构的模块化换流器仿真模型， 其特征在于， 所述第 一可调电阻的阻值Rt1满足： Rt1＝0.5NRTON,其中， N为两级变换结构的级数； RTON为初始模型 中的晶体管导 通阻值；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115186505 A 3