MMC子模块中IGBT等效模型的仿真验证

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2013.7.47.4

中国电力 ›› 2013, Vol. 46 ›› Issue (7): 47-51.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.7.47.4

MMC子模块中IGBT等效模型的仿真验证

程晓绚¹, 林周宏², 刘崇茹², 王清¹

1. 西安西电电力系统有限公司,陕西西安 710075; 2. 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京 102206

收稿日期:2013-01-20 出版日期:2013-07-23 发布日期:2015-12-10
作者简介:程晓绚（1972—）,女,安徽宣城人,高级工程师,从事直流输电系统研究和成套设计工作。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51277068）; 教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目（NCET-12-0846）

Simulation Proof of the IGBT Equivalent Model in the MMC Sub-Module

CHENG Xiao-xuan¹, LIN Zhou-hong², LIU Chong-ru², WANG Qing¹

1. Xi’an XD Power Systems Co., Ltd., Xi’an 710075, China; 2. State Key Lab of New Energy Power System, North China Electric Power University, Beijing 102206, China

Received:2013-01-20 Online:2013-07-23 Published:2015-12-10

摘要/Abstract

摘要： RTDS（real time digital simulation）上小步长仿真模块对开关元件的数量有严格的限制,而模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）的每个子模块都有2个电力电子开关元件IGBT。随着系统容量的不断增加,如何在有限的硬件资源中实现多电平系统的仿真成为实时仿真系统的瓶颈。对如何在RTDS大步长的环境中建立正确的IGBT元件等效模型进行了分析,根据IGBT在MMC子模块（sub-module,SM）中的工作原理,采用开关函数建立IGBT的等效数学模型。该模型能够有效减小仿真占用的资源,扩大仿真容量,在大步长环境下能够正确表征IGBT的运行特性。采用Matlab验证了所建立的IGBT模型的可行性和正确性。

关键词: 模块化多电平换流器, 子模块, 等效模型, IGBT, Matlab

Abstract: The quantity of switch elements in the RTDS small-step simulation model is strictly restricted, and there are 2 power electronic switch element IGBT in each submodule of the Modular Multilevel Converter (MMC). With the increasement of the system capacity, how to achieve the simulation of multilevel system with limited hardware sources becomes the bottleneck of the real-time simulation system. The valid establishment of IGBT equivalent model within the RTDS big-step environment has been analyzed in this paper. According to the working principle of IGBT in the submodule of MMC, the equivalent mathematic model with the switch function is adopted, which can effectively reduce the occupancy of resources and increase the simulation capacity, and the performance characteristics of IGBT can be correctly represented in the big-step environment. The applicability and correctness of the established IGBT model is proved with Matlab.

Key words: modular multilevel converter, sub-module, equivalent model, IGBT, Matlab

中图分类号:

TM614

程晓绚, 林周宏, 刘崇茹, 王清. MMC子模块中IGBT等效模型的仿真验证[J]. 中国电力, 2013, 46(7): 47-51.

CHENG Xiao-xuan, LIN Zhou-hong, LIU Chong-ru, WANG Qing. Simulation Proof of the IGBT Equivalent Model in the MMC Sub-Module[J]. Electric Power, 2013, 46(7): 47-51.

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