基于电容电量均分的CH-MMC快速仿真模型：解决交直流混联电网电磁暂态问题

本文主要探讨的是在交直流混联电网中，为解决半桥和全桥子模块混合型模块化多电平换流器（CH-MMC）的电磁暂态快速仿真存在的计算量大、耗时长问题，提出了一种创新的仿真方法。CH-MMC是一种结合了半桥和全桥子模块的架构，其在实际应用中的高效性和可靠性备受关注。 首先，研究者针对CH-MMC的详细模型，分析了半桥和全桥子模块在正常运行和闭锁状态下的等效电路，这些分析对于理解整个系统的动态行为至关重要。通过推导，他们确定了半桥和全桥阀段在不同工作状态下的子模块数量，从而构建了对应的等效电路，并以此为基础开发了快速仿真模型。这个模型的关键在于子模块电容电量的均分策略，这有助于减少仿真计算的复杂度，提高效率。 进一步，作者提出了一个阀段间均压控制策略，这个策略旨在确保各阀段间的电压均衡，这对于保持换流器的稳定运行非常重要。同时，文章还详细介绍了三段式充电启动过程，这是在快速仿真模型中实施的一种有效启动方式，能够准确模拟换流器的启动过程，缩短仿真时间。 模型的阀级控制流程被系统地梳理出来，确保了整个控制系统的逻辑清晰和一致性。为了验证新模型的正确性和快速性，研究人员将提出的CH-MMC快速仿真模型与传统的详细模型在MATLAB/Simulink环境中进行了对比实验。结果表明，新模型不仅能够准确反映系统的电磁暂态特性，而且显著提高了仿真速度，对于实际工程中的故障分析和系统优化具有重要意义。 这项研究为交直流混联电网中CH-MMC的电磁暂态仿真提供了更为高效和精确的方法，对于提升电力系统运行的稳定性、响应速度和经济性具有积极的推动作用。该研究成果对于设计和优化未来大规模的模块化多电平换流器系统具有重要的理论和实践价值。