【基于戴维宁定理的MMC数学建模论文】有关数学建模的论文

来源:通知时间:2019-11-15 08:29:34 点击：

基于戴维宁定理的MMC数学建模论文

基于戴维宁定理的MMC数学建模论文 1MMC子模块建模 MMC子模块由两个反并联二极管的IGBT开关管T1、T2与一个大电容C组成，其原理图如图1所示。根据Tl、T2的导通关断状态，种运行状态㈣，如表1所示。MMC共有3其中，据此，当t1处在ON状态时，等效为；
当T2为ON状态时，等效为 O；
因此，可以分别独立控制子模块，使之输出为或0。根据 T1、T2的导通状态，可将开关管等效为两个状态的等效电阻，当开关管为ON状态时，等效电阻R=Ron；
当开关管为OFF状态时，等效电阻R=R。H]。根据梯形积分法，对电容电压暂态方程进行离散化，可得)=1tt-AT)+((1)整理上述方程，得 Vc(t)=•Ic(t)+EQ(―AT)(2)其中：儿：(3)2Co(t-AT)=， c(t-At)+Vc(t-At)(4)根据上述方程建立的等效电容模型，并将开关管等效为两个状态电阻1、2，可得MMC子模块等效模型为如图2所示。图2等效MMC子模块模型Fig． 2Equivalentcircuitforasubmodule根据戴维宁定理将MMC 子模块等效为戴维宁模型。。EQ()=尺z(1一)(5)Vsm(t)=mEQ ‘Is()+mEQ(f―AT)(6)_△志卜)(7)所得的戴维宁模型如图 3所示。图3MMC戴维宁等效模型Fig． 3TheveninequivalentofasubmoduleofMMC。

2仿真结果为了验证本文所提出的MMC子模块等效数学模型的正确性，对子模块器件模型和子模块等效数学模型分别进行了仿真。其中MMC子模块器件模型采用的是Matlab／Simulink中的IGBT／Diode模块搭建的，MMC子模块的等效数学模型是用 Matlab的M语言编写的白定义函数，其输入变量为触发脉冲信号和桥臂电流，输出为电容电压、电容电流和子模块输出电压。其仿真电路如图4所示，其中触发脉冲t1、t2分别控制上下两个IGBT／Diode的导通和关断。MMC子模块仿真电路各个器件的参数设置如表2所示。图4MMC仿真电路Fig． 4SimulationcircuitofMMCC为了能清楚地验证MMC子模块等效数学模型的合理性，根据图4所示的MMC子模块仿真电路图，本文只进行了1ms的仿真，这样就可以清楚地对比MMC子模块器件模型与MMC子模块等效数学模型的输出结果。仿真波形图如图5～图8所示。2．0从图6～图8可以看出，MMC子模块的等效数学模型的电容电压、电容电流厶和子模块输出电压的波形与原来物理仿真模型的波形基本一样。唯一的缺点就是由于数学模型与物理仿真模型的初始化问题，导致了在仿真开始的时候，初始状态不同，导致了两种模型的波形相差一个步长，因此为了使波形同步，在物理仿真模型的输出波形上加入了一个延迟模块，就可以使数学模型与物理模型完全统一，因此出现了图6～图8所示的波形。但是这并不影响 MMC子模块的等效数学模型在实际中的应用，仿真结果也表明了本文所提出的MMC子模块等效数学模型，在一定的误差范围内是可以替代MMC子模块的物理模型的。

3结论对MMC子模块的物理模型建立戴维宁等效数学模型，通过Matlab／Simulink验证了该数学模型的正确性。本文的建模方法适用于多个模块的MMC建模，建立的MMC等效数学模型可以大大减少仿真时间，为MMC仿真实验提供了一种新的方法。

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