为抑制模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)内部的三相环流,在MMC内部数学模型的基础上,采用二倍频负序旋转坐标变换将换流器内部的三相环流分解为2个直流分量,并设计了相应的环流抑制控制器(circulating current sup...为抑制模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)内部的三相环流,在MMC内部数学模型的基础上,采用二倍频负序旋转坐标变换将换流器内部的三相环流分解为2个直流分量,并设计了相应的环流抑制控制器(circulating current suppressing controller,CCSC),从而消除了桥臂电流中的环流分量,大大减小了桥臂电流的畸变程度,使其更逼近正弦波。最后通过PSCAD/EMTDC搭建了包含该附加控制器的MMC仿真模型,结果证明所提出的控制方法可以在不用增大桥臂电抗值的情况下,有效地抑制换流器的内部环流,同时不会对MMC外部输出的交流电压和电流产生负面影响。展开更多
模型预测控制具有鲁棒性强、多目标控制、动态响应迅速等优点。传统的单段式模型预测控制(single-stage model predictivecontrol,SS-MPC)应用在模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)时存在权重因子整定困难、计算量...模型预测控制具有鲁棒性强、多目标控制、动态响应迅速等优点。传统的单段式模型预测控制(single-stage model predictivecontrol,SS-MPC)应用在模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)时存在权重因子整定困难、计算量大等问题。文中提出了一种两段式模型预测控制策略,该控制策略无需权重因子,交流侧电流追踪精度更高。推导了MMC的离散化数学模型和开关状态的占空比,建立了代价函数实现交流侧电流跟踪;在保持交流侧电流精确跟踪的同时,结合一种新的环流抑制策略实现环流抑制;提出了一种堆排序与归并排序相结合的排序算法用来维持电容电压平衡。最后在MATLAB/Simulink搭建三相十一电平的MMC仿真模型验证所策略的有效性。仿真结果表明,所提方法具有更好的输出电流跟踪精度和更低的谐波含量,且计算量较小。展开更多
当模块化多电平换流器柔性直流(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)输电系统子模块发生故障时,上、下桥臂处于不对称运行状态,此时会导致上、下桥臂子模块输出电压之和不均衡,造成换流器内部环流不仅...当模块化多电平换流器柔性直流(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)输电系统子模块发生故障时,上、下桥臂处于不对称运行状态,此时会导致上、下桥臂子模块输出电压之和不均衡,造成换流器内部环流不仅含有二倍频负序分量,还增加了基频分量,导致直流侧电流波动。基于MMC桥臂子模块不对称运行时平均开关函数,阐述了上下桥臂子模块数目不对称运行时子模块数量不对称所在相上、下桥臂子模块输出电压之和,以及桥臂电流基频分量与桥臂正常运行子模块数量、环流直流分量和二倍频分量之间的关系。提出一种MMC-HVDC系统冗余容错模型预测控制策略,在实现交流电流跟踪、子模块电容电压均衡的同时,可以实现故障时对环流基频和二倍频成分的抑制,使正常运行子模块电压维持在给定值附近,维持直流侧电流稳定。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。展开更多
文摘模型预测控制具有鲁棒性强、多目标控制、动态响应迅速等优点。传统的单段式模型预测控制(single-stage model predictivecontrol,SS-MPC)应用在模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)时存在权重因子整定困难、计算量大等问题。文中提出了一种两段式模型预测控制策略,该控制策略无需权重因子,交流侧电流追踪精度更高。推导了MMC的离散化数学模型和开关状态的占空比,建立了代价函数实现交流侧电流跟踪;在保持交流侧电流精确跟踪的同时,结合一种新的环流抑制策略实现环流抑制;提出了一种堆排序与归并排序相结合的排序算法用来维持电容电压平衡。最后在MATLAB/Simulink搭建三相十一电平的MMC仿真模型验证所策略的有效性。仿真结果表明,所提方法具有更好的输出电流跟踪精度和更低的谐波含量,且计算量较小。
文摘当模块化多电平换流器柔性直流(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)输电系统子模块发生故障时,上、下桥臂处于不对称运行状态,此时会导致上、下桥臂子模块输出电压之和不均衡,造成换流器内部环流不仅含有二倍频负序分量,还增加了基频分量,导致直流侧电流波动。基于MMC桥臂子模块不对称运行时平均开关函数,阐述了上下桥臂子模块数目不对称运行时子模块数量不对称所在相上、下桥臂子模块输出电压之和,以及桥臂电流基频分量与桥臂正常运行子模块数量、环流直流分量和二倍频分量之间的关系。提出一种MMC-HVDC系统冗余容错模型预测控制策略,在实现交流电流跟踪、子模块电容电压均衡的同时,可以实现故障时对环流基频和二倍频成分的抑制,使正常运行子模块电压维持在给定值附近,维持直流侧电流稳定。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。
