基于預(yù)測算法的MMC-HVDC的電容電壓平衡控制策略研究.pdf

1、模塊化多電平換流器（MMC）是電壓源換流器諸多拓?fù)渲?，與傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的換流器相比，在提高耐壓等級時，MMC不需要直接將IGBT直接進(jìn)行串聯(lián)，而是串聯(lián)包含IG B T的子模塊，從而避免了大功率器件直接串聯(lián)時產(chǎn)生的動態(tài)均壓問題，大大降低了換流閥設(shè)備制造的難度，因此成為近些年來研究的熱點(diǎn)。本文針對子模塊為H半橋結(jié)構(gòu)的MMC系統(tǒng)，進(jìn)行了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)控制策略、環(huán)流抑制方法、子模塊電容電壓均衡三個方面的研究，具體工作如下：
　?。?）通過分析

2、MMC-HVDC系統(tǒng)的運(yùn)行原理，推導(dǎo)了MMC-HVDC系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制，外環(huán)采用PI控制，電流內(nèi)環(huán)采用基于預(yù)測算法的控制器，詳細(xì)分析了預(yù)測電流控制的原理以及參數(shù)的設(shè)計方法。
　　（2）考慮系統(tǒng)中存在的環(huán)流，通過在預(yù)測算法中加入環(huán)流的交流分量，在對內(nèi)環(huán)電流進(jìn)行預(yù)測的同時也對環(huán)流進(jìn)行預(yù)測，直接用兩組預(yù)測值來計算調(diào)制波，在單獨(dú)跟蹤內(nèi)環(huán)電流的同時實(shí)現(xiàn)環(huán)流抑制。
　?。?）分析了幾種常用的子模塊均壓策略，提出一種降低

3、開關(guān)頻率的子模塊排序均壓策略，將預(yù)測電流控制算法與該策略相結(jié)合，在仿真軟件中搭建了七電平MMC-HVDC仿真模型，外環(huán)采用P I控制器，內(nèi)環(huán)分別采用傳統(tǒng)準(zhǔn)PR控制器和預(yù)測電流控制器，通過仿真對比了電流內(nèi)環(huán)跟蹤給定指令的效果，直流電壓控制的性能以及子模塊電容電壓平衡效果。
　?。?）在一套容量為20kVA的MMC-HVDC實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了文中所設(shè)計策略在實(shí)際應(yīng)用中的效果，實(shí)現(xiàn)了MMC單端整流運(yùn)行，容感性切換以及動態(tài)均