混合型MMC的控制策略及故障特性研究.pdf

1、模塊化多電平換流器(modular multilevel converter，MMC)以其模塊化設(shè)計(jì)、開關(guān)頻率低、諧波性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)已成為當(dāng)前柔性直流輸電工程的首選方案。目前，已投運(yùn)的工程中均采用的是半橋式模塊化多電平換流器技術(shù)(half bridge sub-module based modular multilevel converter，HB-MMC)，不具備直流故障穿越能力。而半橋和全橋子模塊混合型MMC在具備直流故障穿越能力

2、的同時(shí)有較好的經(jīng)濟(jì)性，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)半橋和全橋子模塊混合型MMC進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)本文分析了混合型MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并提出了基于CPS-SPWM技術(shù)的混合型MMC調(diào)制方案。在此基礎(chǔ)上分別分析了三種模式下的混合型MMC數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)Matlab/Simulink仿真平臺(tái)對(duì)三種模式下的混合型MMC作了對(duì)比，證明了混合型MMC在三種模式下數(shù)學(xué)模型的正確性以及CPS-SPWM技術(shù)在混合型MMC三

3、種模式下的有效性。
　　(2)本文針對(duì)混合型MMC提出了一種簡(jiǎn)單、有效的電容電壓均衡控制策略。該方法借助PI控制器，通過(guò)調(diào)整電容的充放電時(shí)間，可以有效地穩(wěn)定各子模塊電容的電壓。為了驗(yàn)證該方法的有效性，在Matlab/Simulink仿真環(huán)境中搭建11電平MMC控制系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法不僅使各子模塊電容電壓保持一致并跟蹤參考值，同時(shí)將橋臂間的環(huán)流限制在可接受的范圍內(nèi)。并對(duì)MMC輸出電壓進(jìn)行頻譜分析證明該方法可以有效降低諧波含量，