應用于VSC-HVDC的模塊化多電平變換技術研究.pdf

1、隨著電力電子技術的發(fā)展，針對VSC-HVDC領域，西門子公司提出了采用級聯子模塊的模塊化多電平變換器拓撲(Modular Multilevel Converter，MMC)。其模塊化結構易于集成和安裝調試，開關器件通過級聯子模塊提高裝置容量及電壓等級;MMC具有直流母線，特別適合于VSC-HVDC和“背靠背”變換器。但是，由于子模塊電容電壓不均衡與環(huán)流問題嚴重影響MMC控制精度與動態(tài)性能，增加了器件保護的成本。因此現有的MMC控制策略，

2、大都研究了子模塊電容電壓平衡控制策略或環(huán)流抑制策略，但是在同時實現抑制環(huán)流與子模塊電容電壓均衡時，還有一定困難。
　　 本文先從MMC的工作原理出發(fā)，研究了其等效電壓源模型及其四象限運行機理，分析了環(huán)流產生與子模塊電容電壓不均衡的原因。根據低壓物理模型實驗裝置設計要求給出了直流母線電壓、橋臂串聯電感和子模塊直流側電容的選取計算方法。在傳統(tǒng)網側電流反饋功率控制策略的基礎上，研究MMC工作機理并提出一種基于層次化電壓均衡并采用最近電

3、平逼近調制的MMC橋臂電流獨立控制方案。該控制方案對每一個橋臂單獨給出電流參考值，通過直接控制一相上/下橋臂極性相反的環(huán)流量為零實現MMC環(huán)流抑制，電壓外環(huán)則實現層次化電壓控制;針對21電平MMC拓撲，調制方式采用最近電平逼近方式。
　　 建立了MMC系統(tǒng)小信號傳遞函數模型，給出了橋臂電流反饋控制與層次化電容電壓控制策略電壓電流調節(jié)器設計方法和參數整定公式。并對控制器觸發(fā)頻率，調制參數進行計算;對子模塊參數差異造成的開關頻率不一