基于微分平坦理论模块化多电平换流器环流抑制控制方法.pdf

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1、第43卷第19期电力系统保护与控制V01．43NO．192015年10月1日PowerSystemProtectionandControlOct．1．2015基于微分平坦理论模块化多电平换流器环流抑制控制方法宋平岗，何峰(华东交通大学电气与电子工程学院，江西南昌330013)摘要：针对模块化多电平换流器(ModularMultilevelConvert，MMC)Z~N桥臂相问环流问题，基于微分平坦理论推导出一种环流抑制控制模型。通过分析MMC相间环流的产生本质，根据微分平坦理论的定义，选取系统的输入，输出和中间量，证明了设计出的环流抑制控制器满足微分平坦理论的条件。基于

2、该理论设计的环流抑制控制器，能够大大降低桥臂电流中的环流分量，使其更接近正弦波。最后通过Matlab／Simulink搭建了相应的MMC仿真模型，在未影响MMC外部电压电流的情况下，仿真结果证明了该环流抑制控制模型的有效性，为环流抑制控制器的设计提供了一种新的思路。关键词：模块化多电平换流器；非线性；相间环流：环流抑制控制器；微分平坦DifferentialflatnessbasedmethodofcirculatingcurrentsuppressingcontrolformodularmultilevelconverterSONGPinggang，HEFeng(Co

3、llegeofElectricalandElectronicEngineering，EastChinaJiaotongUniversity,Nanchang330013，China)Abstract：Astheinterphasecirculatingcurrentexistsinthethree—phasebridgeariaofmodularmultilevelconverter,thediferentialflatnesstheory(DFT)basedMMCcirculatingcurrentsuppressingcontrollerisdeduced．Acco

4、rdingtotheanalysisaboutthenatureoftheinterphasecirculatingcurrentandthedefinitionoftheDFT,itchoosestheinput，outputandintermediatequantityofthecontrolsystem，provingthatthedesignofcirculatingcurrentsuppressingcontrollerCanmeettheconditionsofDFT．Thenewlydesignedcontrollercouldreducetheinter

5、phasecirculatingcurrentinthebridgearmcurent，andmakeitcloselyapproximatethesinewave．Atlast，theMMCmodelissimulatedbasedonMatlab／Simulink．InthecaseofI10impactonMMCexternalvoltageandcurrent，theresultshowthatthecontrolmodeliseffective，whichprovidesanewideaforthedesignofcirculatingcurrentsuppr

6、essingcontroller．ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51367008)．Keywords：modularmultilevelconverter(MMC)；nonlinear；interphasecirculatingcurrent；circulatingcurentsuppressingcontroller；diferentialflatness中图分类号：TM71文章编号：1674—3415(2015)19．0043．06过高等问题。并且还具有输出谐波少，模块

7、化程度0引言高等优点。MMC有效地降低了系统的损耗，提高模块化多电平换流器(ModularMultilevel了电能的质量L3J。在资源日趋枯竭，新能源技术不Converter,MMC)是一种新型的高压直流输电技术。断丰富的今天，MMC以其优越的性能，在风能、它在德国首先被提出，并在本世纪初由西门子公司太阳能发电，光伏并网，城市供配电等方面拥有着首次用于商业化运作¨J。MMC是一种由多个子模良好的发展前景[8-14]。块级联方式组成的新型拓扑结构。它很好地解决了由于MMC自身结构的缺点，稳态运行下的三传统电压源型换流器fVoltageSo