一种模块化多电平换流器动态组合实时仿真模型

模块化多电平换流器(MMC)具有低谐波、低开关损耗、模块化等优点,已在国内外多个柔性直流输电工程中投入运行.数字实时仿真可对MMC控制与保护装置进行硬件在环测试,对保障交直流系统安全稳定运行具有重要意义.因具有高度并行计算能力,现场可编程逻辑门阵列(FP-GA)常在实时仿真器中用于MMC模型计算.随着交直流仿真系统中MMC数量的增加,FPGA逻辑计算资源的消耗也成倍增长.在单个仿真计算步长内,元件模型计算与系统电路矩阵计算为顺序执行关系,因此MMC计算单元在周期性运算中存在闲置时间.文章提出了基于桥臂等效电路模型与桥臂平均值模型的动态组合实时仿真模型,FPGA中的MMC计算单元可以在元件模型计算与矩阵求解阶段中复用,实现MMC逻辑资源的优化利用,大幅降低仿真硬件成本.文章在PSCAD/EMTDC离线仿真环境验证了算法的准确性,并在包含FPGA的多核片上系统中实现了三端柔性直流输电系统实时仿真.