基于MMC電路的柔性直流輸電變換器調(diào)制算法研究.pdf

1、在柔性直流輸電系統(tǒng)中，模塊化多電平變換器(Modular Multilevel converter,MMC)可通過模塊化級聯(lián)控制子模塊的投入與切除來靈活合成端口輸出電壓。該結(jié)構(gòu)輸出階躍電壓低，輸出波形質(zhì)量較高且故障處理能力強(qiáng)。基于MMC變換器的柔性直流輸電電流的控制使得系統(tǒng)無功與有功可獨立進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，進(jìn)而可實現(xiàn)異步聯(lián)網(wǎng)、孤島供電及新能源等分布式能源入網(wǎng)。本文通過分析MMC變換器工作原理，建立其數(shù)學(xué)模型并研究了MMC拓?fù)涞膸追N改進(jìn)型調(diào)

2、制算法。本文詳細(xì)工作介紹如下:
　　(1)通過分析模塊化多電平變換器基本工作原理來建立其數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)環(huán)流的推導(dǎo)，并研究正負(fù)序環(huán)流抑制器對該環(huán)流的抑制方法，減輕了開關(guān)管的電流應(yīng)力及消除了直流母線電流低頻振蕩。
　　(2)以MMC子模塊電容電壓均衡控制為研究核心，分別采用控制均壓與排序均壓方法。在控制均壓上，通過構(gòu)建電壓電流雙閉環(huán)并采用比例積分控制器來平衡MMC子模塊電容電壓。在排序均壓上，通過結(jié)合最近電平方法，

3、并對橋臂子模塊電壓進(jìn)行采樣與排序并根據(jù)電流方向?qū)ο鄳?yīng)子模塊進(jìn)行投入與切除以實現(xiàn)子模塊電壓的平衡。
　　(3)在最近電平逼近調(diào)制算法的基礎(chǔ)上，引入子模塊電壓偏移修正量的概念，通過疊加由于系統(tǒng)參數(shù)不一致而引起的子模塊電壓偏移修正量，結(jié)合排序均壓算法進(jìn)行子模塊均壓，解決了傳統(tǒng)算法由于系統(tǒng)參數(shù)變化所導(dǎo)致的橋臂間子模塊均壓失效等問題，較好地實現(xiàn)了變換器上下橋臂間子模塊電壓均衡控制的目的。
　　(4)在MMC子模塊電壓的均衡控制中，采用

4、快速空間矢量算法(Space Vector PulseWidth Modulation，SVPWM)進(jìn)行子模塊電壓的均衡。該算法通過在扇區(qū)判斷和矢量作用時間過程的簡單加減運算和移位操作，極大的減小了數(shù)字控制器的運算量和資源占用，使得在該算法的作用前提下結(jié)合排序均壓算法實現(xiàn)對MMC系統(tǒng)進(jìn)行較好地控制。
　　(5)本文通過m語言編程和Matlab/Simulink仿真，采用自動模塊生成技術(shù)，分別自動生成單橋臂8個、20個子模塊和單橋臂