MMC电容电压排序优化算法研究 被引量：3

1

作者 宋平岗 江浪 +1 位作者 李云丰 段程亭 《工矿自动化》 北大核心 2014年第6期64-67,共4页

根据模块化多电平换流器的运行原理,研究了传统电容电压排序算法导致器件开关频率增大的根本原因;为降低器件的开关频率,提高系统运行效率,提出了一种电容电压排序优化算法。该算法对传统排序算法进行了优化改进,给定3个电压参考值,将... 根据模块化多电平换流器的运行原理,研究了传统电容电压排序算法导致器件开关频率增大的根本原因;为降低器件的开关频率,提高系统运行效率,提出了一种电容电压排序优化算法。该算法对传统排序算法进行了优化改进,给定3个电压参考值,将已投入的子模块电容电压值与参考值进行比较,判断是否继续保持投入状态。在Matlab中搭建了每相60个子模块的MMC电容电压排序优化算法仿真模型,仿真结果表明,该算法能显著降低功率器件的开关频率,减小换流器的功率耗损。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 电容电压排序算法 高压直流输电 开关频率 电压均衡控制

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基于负序量排序及5G通信的主动配电网有界面保护原理 被引量：5

2

作者 顾本硕 林湘宁 +3 位作者 李正天 贺玮杰 柏淳瀚 杨文豪 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期12-23,共12页

针对大量分布式电源(distributed generation, DG)接入配电网对传统保护带来的新挑战,提出了一种基于负序量排序与5G通信相结合的配电网有界面保护原理。为实现保护范围的有界及灵活配置,并应对极端工况下的主判据失效问题,设计了一种... 针对大量分布式电源(distributed generation, DG)接入配电网对传统保护带来的新挑战,提出了一种基于负序量排序与5G通信相结合的配电网有界面保护原理。为实现保护范围的有界及灵活配置,并应对极端工况下的主判据失效问题,设计了一种免整定的实测-补偿电压幅值比较判据。在信息交互方面,结合配电网通信特点,提出了带时标的5G通信方式,进一步降低了所提保护对同步通信的要求。仿真结果表明,对于带不可测分支的线路,所提判据均可成功应用,并且不依赖于数据同步通信。相较于传统三段式电流保护,保护新方案能够大大提升配电网的故障切除速度,保证故障极限响应时间均在90 ms以内。在数十欧姆的相间弧光过渡电阻和接地电阻的情形下,该方案仍能具有良好的故障辨识能力。相比于幅值差动保护,所提保护具有对不可测分支更强的适应性和动作稳定性。 展开更多

关键词 主动配电网 有界面保护 负序电压/电流排序 实测-补偿电压幅值比较 5G通信

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基于模块统一脉宽调制的模块化多电平变换器优化模型预测控制 被引量：8

3

作者 郭国胜 戴鹏 公铮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期1478-1488,共11页

针对模块化多电平变换器传统模型预测算法(model predictive control,MPC)计算量大、权重因子调节复杂的问题,提出了一种优化的模型预测控制策略。通过控制各相上、下桥臂导通子模块的个数,控制交流侧电流快速跟随给定值,并抑制模块化... 针对模块化多电平变换器传统模型预测算法(model predictive control,MPC)计算量大、权重因子调节复杂的问题,提出了一种优化的模型预测控制策略。通过控制各相上、下桥臂导通子模块的个数,控制交流侧电流快速跟随给定值,并抑制模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)内部环流。同时,基于子模块电容电压排序算法,稳定各子模块电容电压。相较于传统的MMC模型预测控制方法,该方法无需求解价值函数,很大程度上降低了控制器的运算量,同时有效控制了相电流、环流与子模块电容电压,适用于控制性能要求较高的场合。借助模块化多电平逆变器仿真模型与实验样机验证所提算法的有效性。结果表明,优化后的模型预测算法能有效抑制环流,维持子模块电容电压稳定,相电流快速跟随给定值,同时很大程度上减少了控制系统的计算量。 展开更多

关键词 模块化多电平变换器 模型预测控制 模块统一脉宽调制 电容电压排序

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模块化多电平变换器最近电平调制研究 被引量：7

4

作者 张国荣 韩慧颖 +1 位作者 王啸飞 陈祥 《电测与仪表》 北大核心 2017年第23期1-9,共9页

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的调制方法直接影响其运行时的整体性能。最近电平调制(nearest level modulation,NLM)由于其多电平输出时开关频率低、易于工程实现等优点在中高压大功率场合得到广泛应用。文章... 模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的调制方法直接影响其运行时的整体性能。最近电平调制(nearest level modulation,NLM)由于其多电平输出时开关频率低、易于工程实现等优点在中高压大功率场合得到广泛应用。文章针对传统NLM采用电容电压排序,根据电流方向选择相应子模块触发导通的电压均衡方法,在阶梯波形成过程中引入自变量的偏差值,调整近似函数,对发波过程的算法进行修正,使得输出电平数增加一倍,显著提高交流输出电压谐波特性;同时分析比较不同调制偏差量组合情况下的输出电压谐波水平,最后仿真验证了该方法的效果。 展开更多

关键词 模块化多电平 最近电平调制 电容电压排序 近似函数 输出电压谐波

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基于子模块组合的模块化多电平变换器简化空间矢量调制策略 被引量：5

5

作者 白志红 李奕飞 +1 位作者 王伯荣 马皓 《电源学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期21-26,共6页

调制策略对模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)的稳定运行有着至关重要的作用。针对空间矢量调制SVM(space vector modulation)策略应用在MMC中存在计算复杂度高的问题,提出了一种简化的SVM控制策略。首先,将子模块... 调制策略对模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)的稳定运行有着至关重要的作用。针对空间矢量调制SVM(space vector modulation)策略应用在MMC中存在计算复杂度高的问题,提出了一种简化的SVM控制策略。首先,将子模块分组构成子单元,使用三电平SVM对每一个子单元进行控制。其次,将相邻子单元的采样时间均匀地错开,以实现MMC多电平输出,降低输出电压和电流的谐波含量。最后,结合电容电压排序策略对子模块进行灵活控制,保证子模块电容电压的均衡。所提出的调制策略在子模块数量较多的MMC拓扑中实施简单,计算复杂度低,控制灵活性高。实验验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 模块化多电平变换器(MMC) 空间矢量调制 子模块分组 电容电压排序

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MMC-STATCOM的2N＋1单载波调制方法 被引量：1

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作者 徐千鸣 罗安 +2 位作者 何志兴 王皓 岳雨霏 《电源学报》 CSCD 2015年第6期156-162,共7页

合理的多电平调制策略及模块电容电压平衡控制是保证MMC-STATCOM安全可靠运行的基础。针对MMC-STATCOM无直流侧功率传输的特点,提出一种适用于MMC-STATCOM的单载波调制策略,其特征在于上、下桥臂调制波与同一载波进行比较,得到移相的上... 合理的多电平调制策略及模块电容电压平衡控制是保证MMC-STATCOM安全可靠运行的基础。针对MMC-STATCOM无直流侧功率传输的特点,提出一种适用于MMC-STATCOM的单载波调制策略,其特征在于上、下桥臂调制波与同一载波进行比较,得到移相的上、下桥臂的模块投入数,实现2N+1电平的输出电压,从而提高补偿电流波形质量。同时,为保证变换器的稳定运行,提出一种基于功率模块开关状态反馈的电容电压平衡控制方法,无需模块电容电压排序,而且避免繁复的功率模块开关状态判断,有效降低控制系统复杂度。最后通过实验验证了所提调制策略的有效性。 展开更多

关键词 模块化多电平变换器 PWM调制 电容电压平衡 电压排序 无功补偿

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基于MMC拓扑的有源滤波器控制策略研究 被引量：19

7

作者 代高富 赵丹 +1 位作者 林鹏峰 张春春 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期74-80,共7页

为提高大容量有源滤波器(APF)的耐压水平和等效开关频率,提出了一种基于模块化多电平(MMC)的有源滤波器控制方法。该控制方法对APF输出的基波电流采用间接电流方式实现有功和无功的解耦控制,采用基于正序基波提取器的预测谐波电流控制... 为提高大容量有源滤波器(APF)的耐压水平和等效开关频率,提出了一种基于模块化多电平(MMC)的有源滤波器控制方法。该控制方法对APF输出的基波电流采用间接电流方式实现有功和无功的解耦控制,采用基于正序基波提取器的预测谐波电流控制实现对谐波电流的补偿,然后将间接电流方式和预测谐波电流控制方式产生的电压信号作为有APF输出电压的参考值。同时,为克服传统载波相移脉宽调制方式均压控制环节PI控制器繁多的缺点,对载波相移脉宽调制方式做了改进,采用载波相移脉宽调制和电容电压排序均压控制相结合的调制方式。通过Matlab/Simulink对其进行了仿真验证,该控制方法是正确可行的。 展开更多

关键词 模块化多电平变换器 有源滤波器 正序基波 预测控制 电压排序

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模块化多电平换流器戴维南等效整体建模方法 被引量：82

8

作者 许建中 赵成勇 Aniruddha M.Gole 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期1919-1929,共11页

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在电平数很高时电磁暂态离线仿真效率低下的问题,提出一种基于戴维南等效的MMC电磁暂态整体建模方法。具体而言,在建立MMC戴维南等效模型的过程中:1)假设MMC中全部开关器件都... 针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在电平数很高时电磁暂态离线仿真效率低下的问题,提出一种基于戴维南等效的MMC电磁暂态整体建模方法。具体而言,在建立MMC戴维南等效模型的过程中:1)假设MMC中全部开关器件都具备理想的关断特性(也即关断电阻无穷大);2)采用同样绝对稳定的后退欧拉法来替代通常采用的梯形积分法对子模块电容进行离散化;3)结合1)和2),提出一种计算复杂度与MMC桥臂子模块数相同的高效排序均压算法;4)针对所提出模型的特点,提出一种精确的MMC闭锁仿真方法。所提MMC整体模型的计算复杂度随着电平数的增加线性增长。在PSCAD/EMTDC下与MMC详细模型仿真对比表明,所提MMC整体模型的暂稳态最大精度误差在2‰以内,并且在仿真121电平MMC时所提模型的加速比在2 770倍以上。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 戴维南等效 整体建模 电磁暂态 电容电压排序均压法

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模块化多电平换流器的高效电磁暂态仿真方法研究 被引量：9

9

作者 连攀杰 刘文焯 +3 位作者 汤涌 杨泽栋 郁舒雁 李霞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第24期7980-7989,共10页

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的子模块数量众多造成的仿真效率低下、不适用于大型电力系统全电磁暂态仿真的问题,从3个方面对MMC模型等效方式和排序算法进行优化:1)采用灵活切换算法对MMC模型离散化仿真,... 针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的子模块数量众多造成的仿真效率低下、不适用于大型电力系统全电磁暂态仿真的问题,从3个方面对MMC模型等效方式和排序算法进行优化:1)采用灵活切换算法对MMC模型离散化仿真,在保持高精度仿真的同时避免数值振荡,确保模型准确无误,并进一步削减内部节点数量,加速模型计算;2)研究MMC最近电平逼近控制机理,减少不必要的排序,提出一种"基于双向堆排序的电容电压排序算法",加快模型计算速度;3)采用虚拟二极管的方式实现MMC闭锁时精确仿真,提高MMC在闭锁情况下仿真的精确度。最后,结合Matlab和PSCAD典型算例进行测试,验证文中所提高效电磁暂态仿真方法的精确性和高效性。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 电磁暂态 灵活切换算法 电容电压排序 双向堆排序算法

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MMC优化均压控制方法的研究 被引量：9

10

作者 刘建华 琚云鹏 +3 位作者 吕承阳 郭锐 崔鹏飞 雷国锋 《电测与仪表》 北大核心 2020年第19期99-104,共6页

MMC因具有子模块可以级联,输出波形质量好等优势而广泛地应用于高压直流输电等场合。文章在最近电平逼近调制的基础上,对传统的电容电压排序法进行了改进,引入同一桥臂子模块间电压偏差参考量和子模块电容电压排序系数,避免了因排序算... MMC因具有子模块可以级联,输出波形质量好等优势而广泛地应用于高压直流输电等场合。文章在最近电平逼近调制的基础上,对传统的电容电压排序法进行了改进,引入同一桥臂子模块间电压偏差参考量和子模块电容电压排序系数,避免了因排序算法而导致同一个子模块的IGBT频繁投切。通过MATLAB/Simulink搭建了11电平的MMC仿真模型,并给出了同一桥臂子模块间最大电压偏差量和IGBT开关损耗与子模块间电压偏差参考量和不同排序系数的关系曲线,将二者之间的矛盾关系转化成多目标优化模型,设计了一种含加权系数的最优控制算法,给出加权系数为0.8时的最优参数,在最优参数条件下进行了仿真验证,仿真结果表明了该最优控制算法的有效性。 展开更多

关键词 MMC 优化电容电压排序法 IGBT开关损耗 多目标优化 加权系数法

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基于动态调节的MMC故障子模块替换策略 被引量：2

11

作者 荣飞 陈盼庆 +2 位作者 黄守道 李俊 李成毅 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期98-103,共6页

为了更加高效和快速替换模块化多电平换流器的故障子模块,提出一种基于动态调节的冗余子模块投入策略。利用冗余子模块进行了电压补偿,同时在每个控制周期内对替换子模块的导通时间进行了限幅控制,有效地避免了替换子模块投入充电过程... 为了更加高效和快速替换模块化多电平换流器的故障子模块,提出一种基于动态调节的冗余子模块投入策略。利用冗余子模块进行了电压补偿,同时在每个控制周期内对替换子模块的导通时间进行了限幅控制,有效地避免了替换子模块投入充电过程中系统直流侧电压偏离正常值问题和直流侧由于替换子模块投入产生的较大有功电流冲击问题。仿真表明,该策略能极大地抑制冗余模块投入带来的交流输出侧电压波动,并有效抑制直流侧有功电流的冲击。 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 电压排序控制 动态调节 冗余子模块替换策略

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基于模块化多电平换流器的新型高压变频器拓扑及其控制 被引量：1

12

作者 郑征 崔灿 张朋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2128-2133,共6页

为使煤矿设备高效利用能源,达到节能减排的目的,提出了基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的新型高压变频器。概述了其基本结构,分析了MMC拓扑及工作机制。以逆变侧为研究对象,建立MMC数学模型,采用建模排序法... 为使煤矿设备高效利用能源,达到节能减排的目的,提出了基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的新型高压变频器。概述了其基本结构,分析了MMC拓扑及工作机制。以逆变侧为研究对象,建立MMC数学模型,采用建模排序法控制子模块电容电压稳定平衡,通过与不同调制算法对比,载波正负反相层叠脉冲宽度调制技术(POD-PWM)的优势得以凸显。以Matlab-Simulink及RT-Lab半实物仿真设备为实验平台,搭建上位机控制器,实验结果显示换流器运行正常、电容电压稳定平衡,输出电能质量高,谐波含量小,证明了提出的载波正负反相层叠与电压稳定平衡控制相结合的控制策略的可行性,并得出了实验条件下的最佳三角载波频率。 展开更多

关键词 高压变频器 模块化多电平换流器 调制算法 建模排序法电压稳定平衡控制 RT-LAB

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