模塊化多電平變流器綜合控制策略研究.pdf

1、隨著電力電子技術向著高壓、大功率變換方向的不斷發(fā)展，尤其是電壓源型變流器在柔性直流輸電系統(tǒng)中的廣泛應用，針對大功率變流器的研究越發(fā)重要。然而，傳統(tǒng)兩電平及多電平變流器在高壓領域應用時控制復雜，擴展性差，成為了其發(fā)展的制約瓶頸。模塊化多電平變流器(Modular Multilevel Converter,MMC)因其具有模塊化結構，在傳統(tǒng)變流器優(yōu)勢的基礎上，增加了向不同電壓等級的擴展性，更加適用于輸電領域。本文首先對MMC拓撲結構，運行原

2、理，數(shù)學模型，及PWM調制策略進行了分析，基于以上分析對內部環(huán)流成分及模塊電容容量的計算進行了研究。
　　其次，針對MMC啟動時模塊電容電壓的建立進行了研究，提出了從交流側為電容恒流充電的方法，將上、下橋臂各視為兩并聯(lián)于同一電網(wǎng)的變流器，進行解耦控制，為模塊電容恒流充電。本文提出的充電方法，不僅避免了過流沖擊現(xiàn)象，而且同一橋臂電容同時充電，充電快速，一致性好。
　　再次，針對模塊電容電壓平衡及環(huán)流控制問題，分析了現(xiàn)有控制方法

3、，從能量角度推導出了上、下橋臂之間平衡控制的最快途徑。本文提出相間電容電壓平衡結合環(huán)流抑制，相內橋臂間與橋臂內平衡的三級控制策略，通過相間電壓平衡結合環(huán)流控制，實現(xiàn)相間電壓均衡，并將環(huán)流控制為直流量，消除環(huán)流諧波的目的，相內通過橋臂之間與橋臂內的平衡控制，平衡了相內電容電壓。
　　然后，針對基于MMC換流站的輸電系統(tǒng)的控制，分析了功率控制原理，利用前饋解耦控制達到對有功和無功功率分量的獨立控制目標。在此基礎上，對MMC互聯(lián)交流電網(wǎng)