基于载波移相的MMC电容电压均压控制

发布时间：2021-08-03 13:24

　　模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）多用在海上风力发电系统中。文章提出一种基于载波移相的闭环控制策略,解决了MMC子模块电容电压的不平衡问题。在基于多个子模块级联的MMC电路系统中,对MMC的每个子模块（Sub-Module,SM）都设置独立的电容电压均压电路。通过控制闭环电路的调制波来控制MMC子模块的投切,从而达到MMC电容电压的均衡。在Matlb/Simulink中搭建了仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略能够真实、有效地实现MMC系统中电容电压的均衡控制。 

【文章来源】：可再生能源. 2020,38(10)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

MMC的等效电路原理图

单相逆变状态等效电路如图2所示。图中：uap,uan分别为上桥臂和下桥臂的电压；Udc为直流侧电压；usp与usn分别为上桥臂和下桥臂上电感的电压；ua为A相输出电压；ia为A相的输出电流；iap为上桥臂电流；ian为下桥臂电流；icir.a为桥臂环流。

MMC的单相全桥中SM数共有2N个，每个子模块需要一个载波，把载波进行依次移相θ，得到2N个载波，按照顺序编号[10]。载波分配给MMC其中的一相，把第一个载波分配给上桥臂第一个模块，把第二个载波分配给下桥臂第一个模块；把第三个载波分配给上桥臂第二个模块，把第四个载波分配给下桥臂第二个模块，照此方式依次向下分配载波，上桥臂分配载波为奇数，下桥臂分配载波为偶数。选择正弦信号为调制波形，下桥臂与上桥臂的调制波相位相差180°。三相的调制波相位分别为0°，滞后120°，超前120°[11],[12]，如图3所示。图4为MMC上桥臂单个子模块开环控制的原理框图，图中利用移相后的载波与调制波对比来控制开关器件的导通与关断。下桥臂子模块控制调制波需要滞后180°。

【参考文献】：
期刊论文
[1]双馈风电场孤岛经模块化多电平换流器直流输电并网系统小信号稳定性分析与振荡抑制方法[J]. 王一凡,赵成勇,郭春义.  电工技术学报. 2019(10)
[2]基于载波移相的MMC控制策略研究及仿真[J]. 赵葆涵,侯风南,杨斌.  电力学报. 2019(01)
[3]MMC系统的渐近稳定性和电容电压均衡策略[J]. 夏超英,于佳丽.  中国电机工程学报. 2018(19)
[4]具有直流故障自清除能力的新型MMC子模块及其混合拓扑[J]. 许义佳,罗映红,史彤彤,刘运华.  电力系统保护与控制. 2018(07)
[5]采用桥臂电抗投切控制的MMC降电容运行方法[J]. 李帅,屈海涛,赵成勇,许建中,曹均正.  电力系统自动化. 2018(07)
[6]MMC改进动态相量模型建模与仿真研究[J]. 王全胜,叶华,张国民,裴玮,齐智平.  电网技术. 2018(05)
[7]基于线性自抗扰控制的MMC环流抑制策略[J]. 张芳,张光耀,陈堃.  电力系统及其自动化学报. 2018(02)
[8]并联全桥子模块MMC的自均压运行特性研究[J]. 石璐,赵成勇,许建中,徐义良.  中国电机工程学报. 2018(08)
[9]基于模块化多电平换流器的直流电网小信号建模[J]. 鲁晓军,林卫星,向往,文劲宇.  中国电机工程学报. 2018(04)
[10]模块化多电平换流器的子模块电容电压分层均压控制法[J]. 林周宏,刘崇茹,李海峰,田鹏飞,洪国巍.  电力系统自动化. 2015(07)

博士论文
[1]MMC型柔性直流电网建模、分析与控制研究[D]. 肖晃庆.浙江大学 2018
[2]模块化多电平变换器（MMC）运行与控制若干关键技术研究[D]. 廖武.湖南大学 2016



本文编号：3319697