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采用二值开关电阻的MMC等效模型在阀内故障仿真中的适用性
被引量：
6
1
作者
丁江萍
樊强
+4 位作者
林畅
闫鹤鸣
冯谟可
许建中
赵成勇
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2020年第7期2701-2709,共9页
模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的戴维南等效模型在超高电平、交直流故障、全站闭锁等仿真场景均展现出了较强的适用性,但此类提速模型将非线性电力电子开关组简化为一个二值开关电阻,使得故障点在换流阀的内部时...
模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的戴维南等效模型在超高电平、交直流故障、全站闭锁等仿真场景均展现出了较强的适用性,但此类提速模型将非线性电力电子开关组简化为一个二值开关电阻,使得故障点在换流阀的内部时模型的精确性和数值稳定性有待验证。以同桥臂阀段、异桥臂阀塔间和两相虚短点间这三处短路故障为例,分析了阀内短路的故障特性;搭建了由详细模型到戴维南模型的简化过渡模型:二值开关电阻模型和改进二值开关电阻模型,分析误差来自等效模型的电容电压过零等效方法;设置多组仿真步长,计算了同种故障下的桥臂电流误差。结果表明:等效模型和详细模型下故障内环电流值均依赖于仿真步长,无法正确反映内环子模块的过电流应力,但故障外环电流数值较为稳定,其中改进二值开关电阻模型对各种故障的适应性最好,能够用于近似估计阀内故障对系统的影响。
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关键词
模块化多电平换流器
阀内故障
二
值
开关
电阻
模型
EMTDC
模型
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职称材料
考虑开关结电容的高频谐振型DC-DC变换器实时仿真建模方法研究
2
作者
孙宗辉
郭希铮
+2 位作者
王诗楠
王玉乐
游小杰
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第10期3973-3983,I0034,共12页
开关结电容在高频谐振型DC-DC变换器开关暂态实现过程中起主要作用,但在二值电阻模型中增加结电容将导致仿真步长与计算量大幅增加。为此,该文提出一种考虑开关结电容的实时仿真建模方法。首先,通过建立等效的状态方程,将变换器模型分...
开关结电容在高频谐振型DC-DC变换器开关暂态实现过程中起主要作用,但在二值电阻模型中增加结电容将导致仿真步长与计算量大幅增加。为此,该文提出一种考虑开关结电容的实时仿真建模方法。首先,通过建立等效的状态方程,将变换器模型分割为系统级模型与器件级模型从而减小模型矩阵的乘法运算量。其次,采用双时钟域现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)实现方案优化时序路径。最后,在FPGA上实现250kHz开关频率的全桥型LLC谐振变换器实时仿真建模,系统级模型仿真步长为50ns,器件级模型仿真步长可低至10ns,验证所提方法在开关暂态快速仿真中的实用性。由FPGA资源利用率及实验对比结果所知,所提建模方法可以实现较低的FPGA资源消耗并具有较高的精度。
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关键词
开关结电容
高频谐振型DC-DC变换器
二值电阻模型
实时仿真
双时钟域
现场可编程门阵列
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职称材料
基于开关状态预测矫正的高频电力电子变换器实时仿真建模方法研究
被引量：
2
3
作者
孙宗辉
郭希铮
+2 位作者
王诗楠
王玉乐
游小杰
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第21期8618-8628,I0024,共12页
针对二值电阻(R_(on)/R_(off))开关模型固有的迭代计算问题,该文提出一种适用于高频电力电子变换器的实时仿真建模方法。该方法采用后向欧拉方法离散系统状态变量,消除模型潜在的数值振荡。同时,通过匹配门控信号以及自然换向过程中半...
针对二值电阻(R_(on)/R_(off))开关模型固有的迭代计算问题,该文提出一种适用于高频电力电子变换器的实时仿真建模方法。该方法采用后向欧拉方法离散系统状态变量,消除模型潜在的数值振荡。同时,通过匹配门控信号以及自然换向过程中半桥开关状态组合的预测值与历史值,进而获得准确的系统开关状态组合,为系统提供精确的非迭代解。最后,该文给出所提建模方法的现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)硬件实现方案并实时测试开关频率100与500kHz的LLC谐振变换器,实时仿真步长达到20ns。与已有取消R_(on)/R_(off)开关模型迭代计算的建模方法相比,该文所提建模方法在高精度建模的同时,实现更低的实时仿真步长并且大幅降低FPGA硬件资源占用率。
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关键词
迭代计算
二
值
电阻
开关
模型
实时仿真
高频电力电子变换器
LLC谐振变换器
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职称材料
题名
采用二值开关电阻的MMC等效模型在阀内故障仿真中的适用性
被引量：
6
1
作者
丁江萍
樊强
林畅
闫鹤鸣
冯谟可
许建中
赵成勇
机构
新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)
直流电网技术与仿真北京市重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司)
出处
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2020年第7期2701-2709,共9页
基金
国家电网有限公司总部科技项目“含多类型非线性组件的换流阀和断路器高精度仿真技术研究”。
文摘
模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的戴维南等效模型在超高电平、交直流故障、全站闭锁等仿真场景均展现出了较强的适用性,但此类提速模型将非线性电力电子开关组简化为一个二值开关电阻,使得故障点在换流阀的内部时模型的精确性和数值稳定性有待验证。以同桥臂阀段、异桥臂阀塔间和两相虚短点间这三处短路故障为例,分析了阀内短路的故障特性;搭建了由详细模型到戴维南模型的简化过渡模型:二值开关电阻模型和改进二值开关电阻模型,分析误差来自等效模型的电容电压过零等效方法;设置多组仿真步长,计算了同种故障下的桥臂电流误差。结果表明:等效模型和详细模型下故障内环电流值均依赖于仿真步长,无法正确反映内环子模块的过电流应力,但故障外环电流数值较为稳定,其中改进二值开关电阻模型对各种故障的适应性最好,能够用于近似估计阀内故障对系统的影响。
关键词
模块化多电平换流器
阀内故障
二
值
开关
电阻
模型
EMTDC
模型
Keywords
MMC
internal valve fault
two-value switched resistance model
EMTDC model
分类号
TM721 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
考虑开关结电容的高频谐振型DC-DC变换器实时仿真建模方法研究
2
作者
孙宗辉
郭希铮
王诗楠
王玉乐
游小杰
机构
北京交通大学电气工程学院
北京交通大学轨道交通安全协同创新中心
出处
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第10期3973-3983,I0034,共12页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金项目(科技领军人才团队项目)(2022JBXT006)。
文摘
开关结电容在高频谐振型DC-DC变换器开关暂态实现过程中起主要作用,但在二值电阻模型中增加结电容将导致仿真步长与计算量大幅增加。为此,该文提出一种考虑开关结电容的实时仿真建模方法。首先,通过建立等效的状态方程,将变换器模型分割为系统级模型与器件级模型从而减小模型矩阵的乘法运算量。其次,采用双时钟域现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)实现方案优化时序路径。最后,在FPGA上实现250kHz开关频率的全桥型LLC谐振变换器实时仿真建模,系统级模型仿真步长为50ns,器件级模型仿真步长可低至10ns,验证所提方法在开关暂态快速仿真中的实用性。由FPGA资源利用率及实验对比结果所知,所提建模方法可以实现较低的FPGA资源消耗并具有较高的精度。
关键词
开关结电容
高频谐振型DC-DC变换器
二值电阻模型
实时仿真
双时钟域
现场可编程门阵列
Keywords
switch junction capacitance
high switching frequency resonant DC-DC converter
binary resistor model
real-time simulation
dual-clock domain
field-programmable gatearray(FPGA)
分类号
TM743 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
基于开关状态预测矫正的高频电力电子变换器实时仿真建模方法研究
被引量：
2
3
作者
孙宗辉
郭希铮
王诗楠
王玉乐
游小杰
机构
北京交通大学电气工程学院
北京交通大学轨道交通安全协同创新中心
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第21期8618-8628,I0024,共12页
基金
中央高校基本科研业务费专项项目(科技领军人才团队项目)(2022JBXT006)。
文摘
针对二值电阻(R_(on)/R_(off))开关模型固有的迭代计算问题,该文提出一种适用于高频电力电子变换器的实时仿真建模方法。该方法采用后向欧拉方法离散系统状态变量,消除模型潜在的数值振荡。同时,通过匹配门控信号以及自然换向过程中半桥开关状态组合的预测值与历史值,进而获得准确的系统开关状态组合,为系统提供精确的非迭代解。最后,该文给出所提建模方法的现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)硬件实现方案并实时测试开关频率100与500kHz的LLC谐振变换器,实时仿真步长达到20ns。与已有取消R_(on)/R_(off)开关模型迭代计算的建模方法相比,该文所提建模方法在高精度建模的同时,实现更低的实时仿真步长并且大幅降低FPGA硬件资源占用率。
关键词
迭代计算
二
值
电阻
开关
模型
实时仿真
高频电力电子变换器
LLC谐振变换器
Keywords
iterative calculation
R_(on)/R_(off)switch model
real-time simulation
high switching frequency power electronic converter
LLC resonant converter
分类号
TM743 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
采用二值开关电阻的MMC等效模型在阀内故障仿真中的适用性
丁江萍
樊强
林畅
闫鹤鸣
冯谟可
许建中
赵成勇
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2020
6
在线阅读
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职称材料
2
考虑开关结电容的高频谐振型DC-DC变换器实时仿真建模方法研究
孙宗辉
郭希铮
王诗楠
王玉乐
游小杰
《中国电机工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
3
基于开关状态预测矫正的高频电力电子变换器实时仿真建模方法研究
孙宗辉
郭希铮
王诗楠
王玉乐
游小杰
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
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