CN109800381A - 模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法及***，其中，该方法包括：获取故障电路在故障时刻的直流电流和直流电压；获取故障电路的多个桥臂参考电压和直流参考电压来计算直流调制比；获取多个电路参数来计算故障电路的固定参数，根据故障电路的固定参数和直流调制比计算故障电路的时变参数；根据直流电流、直流电压、直流调制比、故障电路的固定参数和故障电路的时变参数判断故障电路的状态，并计算故障电路的直流短路电流。该方法可以考虑换流器控制行为的影响，体现故障电路结构随着换流器控制行为变化的改变，并相应地给出直流短路电流的准确表达式。

Description

模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法及***

技术领域

本发明涉及高压大容量电力电子换流器分析技术领域，特别涉及一种模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法及***。

背景技术

MMC(Modular Multilevel Converter，模块化多电平换流器)属于电压源型电力电子换流器，基于绝缘栅双极型晶体管等全控电力电子器件和脉宽调制技术，能够稳定地控制有功功率和无功功率在交直流***间传输。目前具有代表性的考虑换流器控制行为的MMC直流短路计算方法主要包括三种。第一种考虑换流器在直流故障发生后进行了闭锁控制，所有子模块的脉冲均被封锁，子模块电容放电过程被完全阻止，直流短路电路变为了三相不控整流电路，直流短路电流主要是由交流短路电流通过续流二极管而产生，基于不控整流相关理论可以推导得到直流短路电流的解析表达式。第二种考虑换流器在直流故障发生后进行了旁路控制，所有子模块均被旁路，直流故障被转化为了三相交流短路故障，避免了续流二极管的不控整流效应，直流短路电流由于失去了直流故障电压源而可以自然衰减，根据一阶振荡电路分析理论可以推导得到直流短路电流的解析表达式。第三种考虑换流器在直流故障发生后进行不间断运行但不主动参与直流保护，只是被迫承受短路电流，由于换流器控制仍采用稳态算法，子模块电容投切控制和充放电过程和稳态有类似之处，基于二阶振荡电路分析理论可以推导得到直流短路电流的解析表达式。上述三种计算方法虽然都能够给出比较准确的直流短路电流计算结果，但是都是针对某一具体的控制行为，并不能普遍地推广到多种控制行为的情况。然而，MMC主动参与直流保护时，其控制行为更为复杂，比如可以主动限制短路电流的上升速度等。因此，现有的计算方法尚不能统一地考虑换流器控制行为给出直流短路电流的准确计算方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法，该方法可以考虑换流器控制行为的影响，体现故障电路结构随着换流器控制行为变化的改变，并相应地给出直流短路电流的准确表达式。

本发明的另一个目的在于提出一种模块化多电平换流器的直流短路电流计算***。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法，包括：获取故障电路在故障时刻的直流电流和直流电压；获取所述故障电路的多个桥臂参考电压和直流参考电压来计算直流调制比；获取多个电路参数来计算所述故障电路的固定参数，根据所述故障电路的固定参数和所述直流调制比计算所述故障电路的时变参数；根据所述直流电流、所述直流电压、所述直流调制比、所述故障电路的固定参数和所述故障电路的时变参数判断所述故障电路的状态，并计算所述故障电路的直流短路电流。

本发明实施例的模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法，通过引入直流调制比参数来综合体现换流器在直流故障期间的不同控制行为，根据直流调制比与故障回路参数的关系判断故障回路的状态，相应地给出直流短路电流的计算方法。

另外，根据本发明上述实施例的模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述直流调制比D的计算公式为：

其中，D为直流调制比，u_ap ^*为a相上桥臂参考电压，u_an ^*为a相下桥臂参考电压，u_bp ^*为b相上桥臂参考电压，u_bn ^*为b相下桥臂参考电压，u_cp ^*为c相上桥臂参考电压，u_cn ^*为c相下桥臂参考电压，U_dc ^*为直流参考电压。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述获取多个电路参数来计算所述故障电路的固定参数，具体包括：

所述故障电路的固定参数包括：等效电抗L_e、等效电阻R_e和等效电容C_e，计算公式为：

其中，L_e为等效电抗，R_e为等效电阻，C_e为等效电容，N表示桥臂子模块数目，C_d表示每个子模块的电容，L_s表示桥臂电感，L_dc表示直流线路电感，R_s表示桥臂电阻，R_f表示故障电阻。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述故障电路的固定参数和所述直流调制比计算所述故障电路的时变参数，具体包括：

所述故障电路的时变参数包括：衰减系数δ、谐振角频率ω₀、振荡角频率ω_r和振荡角γ，

计算公式为：

其中，δ为衰减系数，ω₀为谐振角频率，ω_r为振荡角频率，γ为振荡角，D为直流调制比。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述直流电流、所述直流电压、所述直流调制比、所述故障电路的固定参数和所述故障电路的时变参数判断所述故障电路的状态，并计算所述故障电路的直流短路电流，具体包括：

当时，所述故障电路处于欠阻尼状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝Ae^-δtsin(ω_rt+β)

其中，I_dc0为直流电流，U_dc0为直流电压；

当时，所述故障电路处于临界阻尼状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝(A₃+A₄t)e^-δt

当时，所述故障电路处于过阻尼状态，具体分为：

当D>0时，所述故障电路处于过阻尼二阶回路状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

其中，p₁为p₁＝-δ+ω_r，p₂为p₂＝-δ-ω_r；

当D＝0时，所述故障电路处于过阻尼一阶回路状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝I_dc0e^-2δt。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种模块化多电平换流器的直流短路电流计算***，包括：

第一获取模块，用于获取故障电路在故障时刻的直流电流和直流电压；

第二获取模块，用于获取所述故障电路的多个桥臂参考电压和直流参考电压来计算直流调制比；

第三获取模块，用于获取多个电路参数来计算所述故障电路的固定参数，根据所述故障电路的固定参数和所述直流调制比计算所述故障电路的时变参数；

计算模块，用于根据所述直流电流、所述直流电压、所述直流调制比、所述故障电路的固定参数和所述故障电路的时变参数判断所述故障电路的状态，并计算所述故障电路的直流短路电流。

本发明实施例的模块化多电平换流器的直流短路电流计算***，通过引入直流调制比参数来综合体现换流器在直流故障期间的不同控制行为，根据直流调制比与故障回路参数的关系判断故障回路的状态，相应地给出直流短路电流的计算方法。

另外，根据本发明上述实施例的模块化多电平换流器的直流短路电流计算***还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述直流调制比D的计算公式为：

其中，D为直流调制比，u_ap ^*为a相上桥臂参考电压，u_an ^*为a相下桥臂参考电压，u_bp ^*为b相上桥臂参考电压，u_bn ^*为b相下桥臂参考电压，u_cp ^*为c相上桥臂参考电压，u_cn ^*为c相下桥臂参考电压，U_dc ^*为直流参考电压。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述获取多个电路参数来计算所述故障电路的固定参数，具体包括：

所述故障电路的固定参数包括：等效电抗L_e、等效电阻R_e和等效电容C_e，计算公式为：

其中，L_e为等效电抗，R_e为等效电阻，C_e为等效电容，N表示桥臂子模块数目，C_d表示每个子模块的电容，L_s表示桥臂电感，L_dc表示直流线路电感，R_s表示桥臂电阻，R_f表示故障电阻。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述故障电路的固定参数和所述直流调制比计算所述故障电路的时变参数，具体包括：

所述故障电路的时变参数包括：衰减系数δ、谐振角频率ω₀、振荡角频率ω_r和振荡角γ，

计算公式为：

其中，δ为衰减系数，ω₀为谐振角频率，ω_r为振荡角频率，γ为振荡角，D为直流调制比。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述计算模块，具体用于，

当时，所述故障电路处于欠阻尼状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝Ae^-δtsin(ω_rt+β)

其中，I_dc0为直流电流，U_dc0为直流电压；

当时，所述故障电路处于临界阻尼状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝(A₃+A₄t)e^-δt

当时，所述故障电路处于过阻尼状态，具体分为：

当D>0时，所述故障电路处于过阻尼二阶回路状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

其中，p₁为p₁＝-δ+ω_r，p₂为p₂＝-δ-ω_r；

当D＝0时，所述故障电路处于过阻尼一阶回路状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝I_dc0e^-2δt。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的MMC的电路原理图；

图2为根据本发明一个实施例的模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法流程图；

图3为根据本发明另一个实施例的模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法流程图；

图4为根据本发明一个实施例的模块化多电平换流器的直流短路电流计算***结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

MMC(Modular Multilevel Converter，模块化多电平换流器)属于电压源型电力电子换流器，基于绝缘栅双极型晶体管等全控电力电子器件和脉宽调制技术，能够稳定地控制有功功率和无功功率在交直流***间传输。MMC的电路原理如图1所示，MMC包含a、b、c三个相单元，每个相单元包含两个桥臂，即上桥臂和下桥臂，总共六个桥臂。三个相单元并联在直流正极和直流负极之间，三个相单元的上桥臂和下桥臂的中间点联接三相交流***。每个桥臂由N个子模块串联组成。每个子模块由两个绝缘栅双极晶体管S₁、S₂，两个续流二极管D₁、D₂以及一个直流电容C_d构成。MMC具有诸多技术优势，如模块化的结构，易于达到高电压等级；多电平的工作方式，利于提升传输效率；高质量的输出电压波形，不需要安装交流滤波器等，使其在直流电网中发挥重要作用，在区域电网互联、可再生能源接入等场景下受到广泛重视。

直流短路故障是MMC安全可靠运行需要解决的关键问题。由于直流电网的直流***阻抗很小，直流短路发生后，直流短路电流具有在极短时间内上升至极高的水平的特征。不仅要求直流保护能够快速地实现故障判断和故障清除，而且要求MMC的一次设备相关元件能够在故障处理期间承受直流短路电流应力而不被烧毁。定量地计算直流短路电流，是直流保护方案设计和MMC一次设备选型的基础。此外，由于MMC本身具有很强的电流控制能力，有MMC主动参与的直流保护已经成为直流电网解决直流短路故障的新型技术路线。然而，MMC在直流短路故障期间的控制行为必然会影响到直流短路电流特性，所以直流短路电流的计算必须要考虑到MMC的控制行为。因此，建立考虑换流器控制行为的MMC直流短路电流计算方法，准确地给出在不同换流器控制影响下的直流短路电流数值，不仅可以为直流保护方案设计和一次设备选型提供实用工具，而且为MMC主动参与的新型直流保护技术提供了理论支撑。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法及***。

首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法。

图2为根据本发明一个实施例的模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法流程图。

如图2所示，该直流短路电流计算方法包括以下步骤：

在步骤S101中，获取故障电路在故障时刻的锁存直流电流和锁存直流电压。

具体地，在电路发生故障的时刻，锁存故障电路的直流电流I_dc0和直流电压U_dc0，作为故障时刻初始值。

在步骤S102中，获取故障电路的多个桥臂参考电压和直流参考电压来计算直流调制比。

具体地，在本实施例中，获取六个桥臂参考电压u_ap ^*、u_an ^*、u_bp ^*、u_bn ^*、u_cp ^*、u_cn ^*和直流参考电压U_dc ^*，计算直流调制比D，计算公式为：

其中，D为直流调制比，u_ap ^*为a相上桥臂参考电压，u_an ^*为a相下桥臂参考电压，u_bp ^*为b相上桥臂参考电压，u_bn ^*为b相下桥臂参考电压，u_cp ^*为c相上桥臂参考电压，u_cn ^*为c相下桥臂参考电压，U_dc ^*为直流参考电压。

在步骤S103中，获取多个电路参数来计算故障电路的固定参数，根据故障电路的固定参数和直流调制比计算故障电路的时变参数。

进一步地，故障电路的固定参数包括：等效电抗L_e、等效电阻R_e和等效电容C_e。

具体地，获取多个电路参数，如电路中桥臂子模块数目N、每个子模块的电容C_d、桥臂电感L_s、直流线路电感L_dc、桥臂电阻R_s和故障电阻R_f等，通过上述参数计算故障电路的固定参数，如等效电抗L_e、等效电阻R_e和等效电容C_e。

其中，计算公式为：

其中，L_e为等效电抗，R_e为等效电阻，C_e为等效电容，N表示桥臂子模块数目，C_d表示每个子模块的电容，L_s表示桥臂电感，L_dc表示直流线路电感，R_s表示桥臂电阻，R_f表示故障电阻。

在计算出故障电路的多个固定参数后，根据故障电路的固定参数和直流调制D比计算故障电路的时变参数。

其中，故障电路的时变参数包括：衰减系数δ、谐振角频率ω₀、振荡角频率ω_r和振荡角γ，计算公式为：

其中，δ为衰减系数，ω₀为谐振角频率，ω_r为振荡角频率，γ为振荡角，D为直流调制比。

在步骤S104中，根据锁存直流电流、锁存直流电压、直流调制比、故障电路的固定参数和故障电路的时变参数判断故障电路的状态，并计算故障电路的直流短路电流。

可以理解地是，在计算出上述多个参数后，根据计算出的参数判断故障电路的状态，并计算直流短路电流，具体过程如下：

(1)当时，说明故障电路处于欠阻尼状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝Ae^-δtsin(ω_rt+β)

其中，参数A和β的计算公式为：

其中，I_dc0为直流电流，U_dc0为直流电压，为电路在发生故障时所存的初始值。

(2)当时，说明故障电路处于临界阻尼状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝(A₃+A₄t)e^-δt

其中，参数A₃和A₄的计算公式为：

(3)当时，说明故障电路处于过阻尼状态，其中，根据直流调制比D可以分为两种情况：

(3-1)当D>0时，故障电路处于过阻尼二阶回路状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

其中，p₁为p₁＝-δ+ω_r，p₂为p₂＝-δ-ω_r；

参数A₁和A₂的计算公式为：

(3-2)当D＝0时，说明故障电路处于过阻尼一阶回路状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝I_dc0e^-2δt。

如图3所示，展示了直流短路电流计算方法的整体流程，可以统一地考虑换流器控制行为的影响，能够体现故障电路结构随着换流器控制行为变化的改变，并相应地给出直流短路电流的准确表达式。不仅可以为直流保护方案设计和一次设备选型提供实用工具，而且为MMC主动参与的新型直流保护技术提供了理论支撑。

根据本发明实施例提出的模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法，通过引入直流调制比参数来综合体现换流器在直流故障期间的不同控制行为，根据直流调制比与故障回路参数的关系判断故障回路的状态，相应地给出直流短路电流的计算方法。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的模块化多电平换流器的直流短路电流计算***。

图4为根据本发明一个实施例的模块化多电平换流器的直流短路电流计算***结构示意图。

如图4所示，该直流短路电流计算***包括：第一获取模块100、第一获取模块200、第一获取模块300和计算模块400。

其中，第一获取模块100用于获取故障电路在故障时刻的直流电流和直流电压。

第二获取模块200用于获取故障电路的多个桥臂参考电压和直流参考电压来计算直流调制比。

第三获取模块300用于获取多个电路参数来计算故障电路的固定参数，根据故障电路的固定参数和直流调制比计算故障电路的时变参数。

计算模块400用于根据直流电流、直流电压、直流调制比、故障电路的固定参数和故障电路的时变参数判断故障电路的状态，并计算故障电路的直流短路电流。

该直流短路电流计算***，可以考虑换流器控制行为的影响，体现故障电路结构随着换流器控制行为变化的改变，并相应地给出直流短路电流的准确表达式。

进一步地，在本发明的一个实施例中，直流调制比D的计算公式为：

其中，D为直流调制比，u_ap ^*为a相上桥臂参考电压，u_an ^*为a相下桥臂参考电压，u_bp ^*为b相上桥臂参考电压，u_bn ^*为b相下桥臂参考电压，u_cp ^*为c相上桥臂参考电压，u_cn ^*为c相下桥臂参考电压，U_dc ^*为直流参考电压。

进一步地，在本发明的一个实施例中，获取多个电路参数来计算故障电路的固定参数，具体包括：

故障电路的固定参数包括：等效电抗L_e、等效电阻R_e和等效电容C_e，计算公式为：

其中，L_e为等效电抗，R_e为等效电阻，C_e为等效电容，N表示桥臂子模块数目，C_d表示每个子模块的电容，L_s表示桥臂电感，L_dc表示直流线路电感，R_s表示桥臂电阻，R_f表示故障电阻。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据故障电路的固定参数和直流调制比计算故障电路的时变参数，具体包括：

故障电路的时变参数包括：衰减系数δ、谐振角频率ω₀、振荡角频率ω_r和振荡角γ，

计算公式为：

其中，δ为衰减系数，ω₀为谐振角频率，ω_r为振荡角频率，γ为振荡角，D为直流调制比。

进一步地，在本发明的一个实施例中，计算模块，具体用于，

当时，故障电路处于欠阻尼状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝Ae^-δtsin(ω_rt+β)

其中，I_dc0为直流电流，U_dc0为直流电压；

当时，故障电路处于临界阻尼状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝(A₃+A₄t)e^-δt

当时，故障电路处于过阻尼状态，具体分为：

当D>0时，故障电路处于过阻尼二阶回路状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

其中，p₁为p₁＝-δ+ω_r，p₂为p₂＝-δ-ω_r；

当D＝0时，故障电路处于过阻尼一阶回路状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝I_dc0e^-2δt。

需要说明的是，前述对模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法实施例的解释说明也适用于该实施例的***，此处不再赘述。

根据本发明实施例提出的模块化多电平换流器的直流短路电流计算***，通过引入直流调制比参数来综合体现换流器在直流故障期间的不同控制行为，根据直流调制比与故障回路参数的关系判断故障回路的状态，相应地给出直流短路电流的计算方法。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取故障电路在故障时刻的直流电流和直流电压；

获取所述故障电路的多个桥臂参考电压和直流参考电压来计算直流调制比；

获取多个电路参数来计算所述故障电路的固定参数，根据所述故障电路的固定参数和所述直流调制比计算所述故障电路的时变参数；

根据所述直流电流、所述直流电压、所述直流调制比、所述故障电路的固定参数和所述故障电路的时变参数判断所述故障电路的状态，并计算所述故障电路的直流短路电流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流调制比D的计算公式为：

其中，D为直流调制比，u_ap ^*为a相上桥臂参考电压，u_an ^*为a相下桥臂参考电压，u_bp ^*为b相上桥臂参考电压，u_bn ^*为b相下桥臂参考电压，u_cp ^*为c相上桥臂参考电压，u_cn ^*为c相下桥臂参考电压，U_dc ^*为直流参考电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取多个电路参数来计算所述故障电路的固定参数，具体包括：

所述故障电路的固定参数包括：等效电抗L_e、等效电阻R_e和等效电容C_e，计算公式为：

其中，L_e为等效电抗，R_e为等效电阻，C_e为等效电容，N表示桥臂子模块数目，C_d表示每个子模块的电容，L_s表示桥臂电感，L_dc表示直流线路电感，R_s表示桥臂电阻，R_f表示故障电阻。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述故障电路的固定参数和所述直流调制比计算所述故障电路的时变参数，具体包括：

所述故障电路的时变参数包括：衰减系数δ、谐振角频率ω₀、振荡角频率ω_r和振荡角γ，

计算公式为：

其中，δ为衰减系数，ω₀为谐振角频率，ω_r为振荡角频率，γ为振荡角，D为直流调制比。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述直流电流、所述直流电压、所述直流调制比、所述故障电路的固定参数和所述故障电路的时变参数判断所述故障电路的状态，并计算所述故障电路的直流短路电流，具体包括：

当时，所述故障电路处于欠阻尼状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝Ae^-δtsin(ω_rt+β)

其中，I_dc0为直流电流，U_dc0为直流电压；

当时，所述故障电路处于临界阻尼状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝(A₃+A₄t)e^-δt

当时，所述故障电路处于过阻尼状态，具体分为：

当D>0时，所述故障电路处于过阻尼二阶回路状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

其中，p₁为p₁＝-δ+ω_r，p₂为p₂＝-δ-ω_r；

当D＝0时，所述故障电路处于过阻尼一阶回路状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝I_dc0e^-2δt。

6.一种模块化多电平换流器的直流短路电流计算***，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取故障电路在故障时刻的直流电流和直流电压；

第二获取模块，用于获取所述故障电路的多个桥臂参考电压和直流参考电压来计算直流调制比；

第三获取模块，用于获取多个电路参数来计算所述故障电路的固定参数，根据所述故障电路的固定参数和所述直流调制比计算所述故障电路的时变参数；

计算模块，用于根据所述直流电流、所述直流电压、所述直流调制比、所述故障电路的固定参数和所述故障电路的时变参数判断所述故障电路的状态，并计算所述故障电路的直流短路电流。

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述直流调制比D的计算公式为：

其中，D为直流调制比，u_ap ^*为a相上桥臂参考电压，u_an ^*为a相下桥臂参考电压，u_bp ^*为b相上桥臂参考电压，u_bn ^*为b相下桥臂参考电压，u_cp ^*为c相上桥臂参考电压，u_cn ^*为c相下桥臂参考电压，U_dc ^*为直流参考电压。

8.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述获取多个电路参数来计算所述故障电路的固定参数，具体包括：

所述故障电路的固定参数包括：等效电抗L_e、等效电阻R_e和等效电容C_e，计算公式为：

其中，L_e为等效电抗，R_e为等效电阻，C_e为等效电容，N表示桥臂子模块数目，C_d表示每个子模块的电容，L_s表示桥臂电感，L_dc表示直流线路电感，R_s表示桥臂电阻，R_f表示故障电阻。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述根据所述故障电路的固定参数和所述直流调制比计算所述故障电路的时变参数，具体包括：

所述故障电路的时变参数包括：衰减系数δ、谐振角频率ω₀、振荡角频率ω_r和振荡角γ，

计算公式为：

其中，δ为衰减系数，ω₀为谐振角频率，ω_r为振荡角频率，γ为振荡角，D为直流调制比。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述计算模块，具体用于，

当时，所述故障电路处于欠阻尼状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝Ae^-δtsin(ω_rt+β)

其中，I_dc0为直流电流，U_dc0为直流电压；

当时，所述故障电路处于临界阻尼状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝(A₃+A₄t)e^-δt

当时，所述故障电路处于过阻尼状态，具体分为：

当D>0时，所述故障电路处于过阻尼二阶回路状态，直流短路电流I_dc的计算公式为：

其中，p₁为p₁＝-δ+ω_r，p₂为p₂＝-δ-ω_r；

当D＝0时，所述故障电路处于过阻尼一阶回路状态，所述直流短路电流I_dc的计算公式为：

I_dc(t)＝I_dc0e^-2δt。