模塊化多電平換流器均壓算法優(yōu)化研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，模塊化多電平換流器(Modular MultilevelConverter，MMC)因其諸多的技術(shù)優(yōu)勢已被應(yīng)用在多項(xiàng)柔性直流輸電工程中。MMC相比于兩電平三電平電壓源換流器具備開關(guān)頻率低、輸出電壓波形質(zhì)量好以及模塊化設(shè)計(jì)易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，在系統(tǒng)互聯(lián)、分布式能源并網(wǎng)、海上鉆井平臺(tái)供電以及大城市供電等場合具有廣闊的應(yīng)用前景，更被認(rèn)為是未來建立柔性直流電網(wǎng)的核心設(shè)備。近年來，針對換流器子模塊電容電壓均衡控制策略已有大

2、量文獻(xiàn)進(jìn)行了研究，本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，從降低器件的開關(guān)頻率和降低排序算法的時(shí)間計(jì)算復(fù)雜度兩個(gè)方面進(jìn)行了更為深入的研究，主要工作包括以下幾點(diǎn):
　　(1)綜述了MMC的發(fā)展過程，分析了MMC的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，并推導(dǎo)了其數(shù)學(xué)模型，介紹了其主電路及子模塊拓?fù)?、基本的調(diào)制方式以及控制策略。
　　(2)分析了傳統(tǒng)的MMC子模塊電容電壓均衡控制算法，首先研究了傳統(tǒng)保持因子優(yōu)化算法，然后研究了子模塊電容電壓的波動(dòng)機(jī)理和

3、電容電壓的更新過程，提出了一種新型保持因子均壓優(yōu)化算法，推導(dǎo)了保持因子的計(jì)算方法。并通過PSCAD/EMTDC搭建了MMC-HVDC電磁暫態(tài)模型，仿真結(jié)果表明采取合適的保持因子可以在保證均壓效果的前提下大大降低子模塊開關(guān)頻率。
　　(3)通過研究子模塊電容電壓的更新過程，研究了排序算法的排序頻率對均壓效果的影響，提出了一種MMC電容電壓排序頻率優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，該優(yōu)化方法可以降低IGBT等器件一半的開關(guān)頻率，且能夠同時(shí)降低排序算法整體