應(yīng)用于VSC-HVDC的模塊化多電平變換技術(shù)研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)VSC-HVDC領(lǐng)域，西門子公司提出了采用級(jí)聯(lián)子模塊的模塊化多電平變換器拓?fù)?Modular Multilevel Converter，MMC)。其模塊化結(jié)構(gòu)易于集成和安裝調(diào)試，開關(guān)器件通過級(jí)聯(lián)子模塊提高裝置容量及電壓等級(jí);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(yán)重影響MMC控制精度與動(dòng)態(tài)性能，增加了器件保護(hù)的成本。因此現(xiàn)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(shí)實(shí)現(xiàn)抑制環(huán)流與子模塊電容電壓均衡時(shí)，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(yùn)行機(jī)理，分析了環(huán)流產(chǎn)生與子模塊電容電壓不均衡的原因。根據(jù)低壓物理模型實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)要求給出了直流母線電壓、橋臂串聯(lián)電感和子模塊直流側(cè)電容的選取計(jì)算方法。在傳統(tǒng)網(wǎng)側(cè)電流反饋功率控制策略的基礎(chǔ)上，研究MMC工作機(jī)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(diào)制的MMC橋臂電流獨(dú)立控制方案。該控制方案對(duì)每一個(gè)橋臂單獨(dú)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(shí)現(xiàn)MMC環(huán)流抑制，電壓外環(huán)則實(shí)現(xiàn)層次化電壓控制;針對(duì)21電平MMC拓?fù)?，調(diào)制方式采用最近電平逼近方式。
　　 建立了MMC系統(tǒng)小信號(hào)傳遞函數(shù)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(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)方法和參數(shù)整定公式。并對(duì)控制器觸發(fā)頻率，調(diào)制參數(shù)進(jìn)行計(jì)算;對(duì)子模塊參數(shù)差異造成的開關(guān)頻率不一