模块化多电平换流器电容电压与环流的控制策略.pdf

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1、第42卷第3期电力系统保护与控制、，01．42NO．32014年2月1日PowerSystemProtectionandControlFeb．1，2014模块化多电平换流器电容电压与环流的控制策略高建，苏建徽，高航，丁云芝，汪晶晶(合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心，安徽合肥230009)摘要：电容电压控制和环流的抑制一直是模块化多电平换流器(MMC)拓扑研究很重要的一方面，也是制约该拓扑应用于柔性高压直流输电(HVDC)领域的瓶颈。分析了模块化多电平换流器电容电压波动以及环流偶次谐波产生的机理。在排序均压的载波移相调制(CPS—SPWM)

2、策略的基础上，附加了电容电压均衡控制，以抑制电容电压的波动。同时介绍了一种闭环的谐振环流控制器，实现对环流交流成分的抑制。该控制策略结构简单，且适用于单相系统。仿真结果表明，采用上述的控制方法，电容电压的波动和环流都得到很好的抑制，动态结果也很好。关键词：模块化多电平换流器；电容电压；环流；电压均衡控制；谐振控制器CapacitorvoltageandcirculationcurrentcontrolstrategyinmodularmultilevelconverterGAOJian，SUJian—hui，GAOHang，DINGYun—zh

3、i，WANGJingling(ResearchCenterforPhotovoltaicSystemEngineering，MinistryofEducation，HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009，China)Abstract：CapacitorvoltagecontrolandcirculationcurrentsuppressionareofgreatimportanceintheresearchofMMCtopology．Inthemeantime，theyarealsothebo~lenec

4、krestrictingtheapplicationofMMCtopologyinthefieldofflexiblehighvoltagedirectcurent(HVDC)．ThispaperanalyzesgenerationmechanismofthecapacitorvoltagefluctuationsandevenharmonicscirculationcurrentinMMC．Basedonthestrategyofcarrierphase—shiftmodulation(CPS—SPWM)byso~ingandequalizi

5、ngvoltage，thecapacitorvoltagebalancecontrolisaddedSOastosuppressthecapacitorvoltagefluctuation．Inaddition，thepaperintroducesaclose—loopresonantcirculationcontrollertorealizesuppressionofACcomponentofthecirculationcurrent．Thiscontrolmethodhassimplestructureandissuitableforsin

6、gle—phasesystem．Simulationresultsshowthatboththecapacitorvoltagefluctuationandcirculationcurrentcanbewellsuppressedwiththeproposedmethod．Thedynamicresultsarealsogood．Keywords：modularmultilevelconverter；capacitorvoltage；circulationcurrent；voltagebalancecontrol；resonantcontrol

7、ler中图分类号：TM72文献标识码：A文章编号：1674．3415(2014)03—0056．07虽然MMC拓扑在柔性直流输电领域有着巨大0引言的优势，但其面临的问题是在高电平输出时，控制近年来，在柔性高压直流输电领域，针对模块器不仅要实现多电平输出，还要满足电容电压的均化多电平换流器(MMC)拓扑的研究越来越广泛，衡以及抑制各相之问由于能量不均衡引起的环流，也发现了该拓扑相对于传统两电平和三电平拓扑的这也是制约MMC拓扑发展的主要瓶颈14l。因此利优越性¨J。现在已投入使用的MMC．HVDC工程包用有效的方法平衡电容电压以及抑制环流至关重括

8、由西门子公司2010年在美国加州承建的Trans要。BayCable工程，额定功率达到了400MW，这是世文献[5．6]对子模块电容电压与环流机理进行