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(shù)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(yīng)用，針對(duì)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(lǐng)域應(yīng)用時(shí)控制復(fù)雜，擴(kuò)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(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)變流器優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，增加了向不同電壓等級(jí)的擴(kuò)展性，更加適用于輸電領(lǐng)域。本文首先對(duì)MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，運(yùn)行原

2、理，數(shù)學(xué)模型，及PWM調(diào)制策略進(jìn)行了分析，基于以上分析對(duì)內(nèi)部環(huán)流成分及模塊電容容量的計(jì)算進(jìn)行了研究。
　　其次，針對(duì)MMC啟動(dòng)時(shí)模塊電容電壓的建立進(jìn)行了研究，提出了從交流側(cè)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(jìn)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(guò)流沖擊現(xiàn)象，而且同一橋臂電容同時(shí)充電，充電快速，一致性好。
　　再次，針對(duì)模塊電容電壓平衡及環(huán)流控制問(wèn)題，分析了現(xiàn)有控制方法

3、，從能量角度推導(dǎo)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(jié)合環(huán)流抑制，相內(nèi)橋臂間與橋臂內(nèi)平衡的三級(jí)控制策略，通過(guò)相間電壓平衡結(jié)合環(huán)流控制，實(shí)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(nèi)通過(guò)橋臂之間與橋臂內(nèi)的平衡控制，平衡了相內(nèi)電容電壓。
　　然后，針對(duì)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(dá)到對(duì)有功和無(wú)功功率分量的獨(dú)立控制目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)MMC互聯(lián)交流電網(wǎng)