一种考虑二次回路的模块化多电平换流器子模块仿真模型的制作方法

技术特征：

1.一种考虑二次回路的模块化多电平换流器子模块仿真模型，其特征在于：包括第一IGBT、第二IGBT、第一二极管、第二二极管、均压电阻、取能电源、中央控制板、储能电容；所述子模块正极与第一IGBT发射极连接，所述子模块负极与第二IGBT发射极连接；所述第一IGBT集电极与第一二极管阴极连接，所述第一IGBT发射极与第一二极管阳极连接；所述第一IGBT发射极 与第二IGBT集电极连接；所述第二IGBT集电极与第二二极管阴极连接，所述第二IGBT发射极与第二二极管阳极连接；所述储能电容正极与第一IGBT集电极连接，所述储能电容负极与第二IGBT发射极连接；所述均压电阻与储能电容并联；所述取能电源输入端与储能电容并联，所述取能电源输出端与中央控制板连接；

所述取能电源具有开通和关断两种工作状态；

所述取能电源关断时的等效电阻无限大，认为开路；

所述取能电源工作时的等效电阻r为随储能电容电压Uc变化的变量，等于储能电容电压Uc的平方乘以取能电源效率η再除以中央控制板功率P,公式为：

2.根据权利要求1所述的考虑二次回路的模块化多电平换流器子模块仿真模型，其特征在于：所述中央控制板包括第一IGBT开关器件及第二IGBT开关器件的驱动电路、通讯电路、CPU电路及二次电路。

3.根据权利要求1所述的考虑二次回路的模块化多电平换流器子模块仿真模型，其特征在于：所述中央控制板的功率保持恒定，不随储能电容电压变化。

4.根据权利要求1所述的考虑二次回路的模块化多电平换流器子模块仿真模型，其特征在于：所述均压电阻阻值和储能电容容值为固定值。

5.根据权利要求1所述的考虑二次回路的模块化多电平换流器子模块仿真模型，其特征在于：所述取能电源采用DC/DC开关电源电路拓扑，将储能电容电压转化为低压直流电。

6.根据权利要求1所述的考虑二次回路的模块化多电平换流器子模块仿真模型，其特征在于：所述取能电源等效电阻与均压电阻并联后的阻值通过开关函数表达，开关函数如下：

其中S0为取能电源状态；

取能电源等效电阻r与均压电阻r0并联后的阻值R用开关函数表达为：

7.根据权利要求6所述的考虑二次回路的模块化多电平换流器子模块仿真模型，其特征在于：子模块根据IGBT导通、关断和电流方向不同分为六种工作状态，通过一开关函数表达子模块电压电流关系，开关函数如下：

其中S1为换流器状态，S2为IGBT状态，S3为电流方向；

根据S1、S2、S3得到开关状态S，表达式为：

S＝((！S1)&&S3)||(S1&&S2)

子模块电压U、电流i、电容电压Uc、电容电流ic的关系用开关函数表达为，