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一种关于MMC谐波抑制的新型无源控制方法
1
作者 邱志 吴迪 +1 位作者 赵亚州 徐振祥 《广东电力》 北大核心 2024年第10期103-111,共9页
针对模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)中由于桥臂共模电压的波动分量而产生的桥臂环流谐波抑制问题,在无源控制的基础上,提出一种结合改进重复控制的无源比例积分重复控制(passivity-based control-proportional i... 针对模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)中由于桥臂共模电压的波动分量而产生的桥臂环流谐波抑制问题,在无源控制的基础上,提出一种结合改进重复控制的无源比例积分重复控制(passivity-based control-proportional integral-repeat control,PPRC)方法。首先,对MMC主电路内部电流和桥臂环流进行数学建模;其次,理论分析基于欧拉拉格朗日的无源控制和改进的重复控制,设计总体控制框图;最后,在动态条件下将所提PPRC方法与无源控制方法、无源比例积分控制方法进行仿真实验对比。3种控制方法的环流、桥臂电流和输出电流的对比分析结果表明,所提PPRC方法对桥臂环流中的谐波成分有着更好的控制性能。 展开更多
关键词 模块化多电平变换器 谐波抑制 重复控制 无源控制 桥臂环流
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面向柔性低频输电的模块化多电平矩阵变换器分频分层控制 被引量：36
2
作者 吴小丹 朱海勇 +3 位作者 董云龙 田杰 卢宇 杨晨 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2021年第18期131-140,共10页
基于全桥结构的模块化多电平矩阵变换器(M3C)提出了三相柔性低频输电系统的分频分层控制策略。从双频功率耦合的机理出发,分析了M3C的工作原理,在旋转坐标系下分别实现了工频侧和低频侧的控制。在保证系统总有功功率平衡的前提下,通过... 基于全桥结构的模块化多电平矩阵变换器(M3C)提出了三相柔性低频输电系统的分频分层控制策略。从双频功率耦合的机理出发,分析了M3C的工作原理,在旋转坐标系下分别实现了工频侧和低频侧的控制。在保证系统总有功功率平衡的前提下,通过在工频侧注入负序电流实现功率模组电容电压的相间均衡,在静止坐标系下通过桥臂内工频环流控制实现功率模组电容电压的相内均衡,所提的层次化控制可实现系统对称及不对称条件下基于M3C的柔性低频输电系统的稳定运行。根据对相单元瞬时功率的分析,提出仅用2种不同频率的滑差滤波器以确保功率模组电容电压偏差控制的暂稳态特性。搭建了双端柔性低频输电系统仿真模型,验证了所提控制策略的有效性和可行性。 展开更多
关键词 柔性低频输电 模块化多电平矩阵变换器 双频功率耦合 分层控制 桥臂工频环流
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面向低频海上风电送出的模块化多电平矩阵变换器综合解耦控制策略 被引量：21
3
作者 吴小丹 李建春 +3 位作者 董云龙 朱海勇 陆立文 周前 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期3177-3190,共14页
模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)用于海上风电低频输电系统(low frequency transmission system,LFTS)是具有广阔应用前景的新方案。M3C双频功率耦合对其9个桥臂直流侧电容电压的均衡控制及故障穿越... 模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)用于海上风电低频输电系统(low frequency transmission system,LFTS)是具有广阔应用前景的新方案。M3C双频功率耦合对其9个桥臂直流侧电容电压的均衡控制及故障穿越带来挑战和困难。为此,提出基于桥臂双重低频环流注入法的新型M3C综合解耦控制策略。首先,对M3C工、低频侧进行数学建模并分析其功率运行范围。基于桥臂工、低频共模和差模回路的分析及桥臂功率平衡原则,提出实现工、低频侧输入及双重低频环流注入的M3C解耦控制策略。使用开环和闭环低频环流注入两种联合控制,在实现M3C各子变流器相间功率快速均衡的同时,确保工频侧输入电流的完全正序特性。通过带延时补偿的复矢量控制器,在静止坐标系统实现9个桥臂的完全独立控制,搭建35kV/11MW海上风电系统PSCAD模型,通过稳态、动态及暂态仿真全面验证所提综合控制策略的有效性和正确性。 展开更多
关键词 模块化多电平矩阵变换器 低频输电系统 海上风电 双重低频环流 桥臂电流控制 复矢量控制器
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模块化多电平换流器分桥臂电流控制策略 被引量：18
4
作者 郑博文 武守远 +3 位作者 戴朝波 刘慧文 李欣 王广柱 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1726-1731,共6页
模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)电流控制系统大多基于d-q旋转坐标系,并将MMC上、下桥臂当成整体进行控制。为此,提出了MMC分桥臂电流控制策略。推导MMC单桥臂的开关周期平均值模型及小信号模型,并在此基础上设... 模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)电流控制系统大多基于d-q旋转坐标系,并将MMC上、下桥臂当成整体进行控制。为此,提出了MMC分桥臂电流控制策略。推导MMC单桥臂的开关周期平均值模型及小信号模型,并在此基础上设计桥臂电流闭环控制系统。该策略不仅能灵活控制MMC的交流输出电流和直流电流,而且能抑制上、下桥臂间的交流环流。算例结果证明了该策略的有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 桥臂数学模型 电流控制 环流 PSCAD EMTDC
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一种新型单桥臂电感模块化多电平变流器及其控制方法 被引量：5
5
作者 雷鸣 李耀华 +1 位作者 葛琼璇 王晓新 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期231-238,共8页
提出了一种新型单桥臂电感模块化多电平拓扑,相比于常规的模块化多电平变流器(MMC)拓扑结构,每相节省了一个桥臂电感。针对这种不对称的拓扑结构,提出了一种控制方法:以省去下桥臂电感的变流器为例,在下桥臂级联模块的给定电压中加入与... 提出了一种新型单桥臂电感模块化多电平拓扑,相比于常规的模块化多电平变流器(MMC)拓扑结构,每相节省了一个桥臂电感。针对这种不对称的拓扑结构,提出了一种控制方法:以省去下桥臂电感的变流器为例,在下桥臂级联模块的给定电压中加入与上桥臂电感电压对称的虚拟桥臂电感电压,实现变流器上、下桥臂对称运行。并结合MMC环流抑制算法给出了完整的变流器控制框图。最后,通过实验证明了本文所提出算法的有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平变流器 单桥臂电感 虚拟桥臂电感 对称运行 环流抑制
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交流谐波经MMC的传导机理及叠加特性研究 被引量：10
6
作者 李国庆 于泽平 +1 位作者 金国彬 安军伟 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期33-41,共9页
连接大量交流源、荷是基于模块化多电平换流器(MMC)的中压柔性直流配电网的未来应用场景之一。然而,非理想交流源、荷产生的谐波扰动会使MMC桥臂出现电压波动并激发环流,进而使桥臂电流畸变,导致直流侧出现纹波。为研究交流谐波经MMC的... 连接大量交流源、荷是基于模块化多电平换流器(MMC)的中压柔性直流配电网的未来应用场景之一。然而,非理想交流源、荷产生的谐波扰动会使MMC桥臂出现电压波动并激发环流,进而使桥臂电流畸变,导致直流侧出现纹波。为研究交流谐波经MMC的传导机理,通过平均开关函数和桥臂瞬时功率方程,推导了交流负荷谐波电流和交流系统背景谐波电压在MMC内部激发的桥臂电压波动及环流表达式,分析了其传导机理和规律。同时,分析了不同次交流谐波经MMC的传递叠加特性及其对直流侧纹波含量的影响。仿真结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 交流谐波 桥臂电压波动 环流 叠加特性
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MMC桥臂电抗器穿墙套管故障特性及保护策略 被引量：3
7
作者 赵文强 侍乔明 +3 位作者 王永平 卢宇 王冰倩 常昊添 《电力工程技术》 北大核心 2022年第4期205-212,共8页
针对目前双极柔性直流输电系统模块化多电平换流器(MMC)中桥臂电抗器布置方案存在的故障过流问题,文中分析了桥臂电抗器布置在不同位置对换流器故障电流的影响,并推导了故障电流分量的数学表达式;提出将桥臂电抗器布置在靠近直流连接点... 针对目前双极柔性直流输电系统模块化多电平换流器(MMC)中桥臂电抗器布置方案存在的故障过流问题,文中分析了桥臂电抗器布置在不同位置对换流器故障电流的影响,并推导了故障电流分量的数学表达式;提出将桥臂电抗器布置在靠近直流连接点的方案,研究表明该方案能够有效限制阀侧接地故障的故障电流上升率,降低故障过电流水平,同时成本增加较少。但桥臂电抗器布置在靠近直流连接点后,现有保护策略不能及时发现桥臂电抗器穿墙套管发生的相间短路故障,会给换流器的安全运行带来隐患,因此文中提出一种桥臂电抗器穿墙套管相间短路保护策略,能有效识别桥臂电抗器穿墙套管相间短路故障。最后通过PSCAD/EMTDC对相关分析进行了仿真验证。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器(MMC) 桥臂电抗器 穿墙套管 短路故障 桥臂环流 谐波保护
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基于自适应准PR控制器的MMC环流控制策略研究 被引量：14
8
作者 汪玉凤 王济东 +1 位作者 佟丽新 叶青 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期24-31,共8页
模块化多电平变流器(MMC)正常运行时偶数次环流的存在,会增加系统损耗,影响系统的安全运行。针对MMC桥臂电流中的二倍频环流,提出一种自适应准PR控制的方法,并给出相关参数的调整规则;同时对子模块电容电压的扰动进行前馈补偿,以抑制子... 模块化多电平变流器(MMC)正常运行时偶数次环流的存在,会增加系统损耗,影响系统的安全运行。针对MMC桥臂电流中的二倍频环流,提出一种自适应准PR控制的方法,并给出相关参数的调整规则;同时对子模块电容电压的扰动进行前馈补偿,以抑制子模块电容电压的扰动所引起的其他偶数次环流。所提出的控制方法无须进行坐标变换和相间解耦,各相只需一个准PR控制器就可以同时抑制MMC中的偶数次环流,结构简单,且能适应负载的变化。仿真和实验结果验证了该控制策略的可行性。 展开更多
关键词 模块化多电平变流器 环流 桥臂电流 准PR控制器
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基于子模块电压波动估计的MMC双环二倍频环流抑制策略 被引量：10
9
作者 岳雨霏 徐千鸣 +2 位作者 马伏军 罗安 何志兴 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期20-32,共13页
模块化多电平变换器以其优越的性能在大功率电能变换领域得到了广泛应用和研究。推导了MMC子模块电容电压波动和桥臂投入模块数的表达式,针对MMC环流控制器性能分析的多样性、复杂性和电压波动的计算问题,提出一种基于子模块电容电压波... 模块化多电平变换器以其优越的性能在大功率电能变换领域得到了广泛应用和研究。推导了MMC子模块电容电压波动和桥臂投入模块数的表达式,针对MMC环流控制器性能分析的多样性、复杂性和电压波动的计算问题,提出一种基于子模块电容电压波动估计前馈+电压电流双闭环反馈的复合环流控制策略,有效结合前馈控制的快速跟踪性和反馈控制的闭环跟踪性能,同时优化计算环节。所提方法包括四部分:子模块电容电压的前馈估算;基于小信号模型的二倍频环流电压指令计算;投入模块数的计算;子模块电容电压的排序及其投切。其中二倍频环流电压指令通过电压电流双闭环控制器获得,并通过等效闭环阻抗分析其动态性能,选取达到最佳抑制效果时合适的控制参数。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平变换器 电容电压估计前馈 桥臂能量和差 双闭环反馈环流抑制 二倍频等效阻抗
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模块化多电平换流器新型桥臂环流抑制策略研究 被引量：24
10
作者 张浩 吴金龙 +1 位作者 杨美娟 姚为正 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2015年第21期73-80,共8页
为抑制模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的内部环流,介绍了一种新型的桥臂环流抑制策略,包括其MMC改进拓扑、环流抑制方法及电压校正模块(Voltage Correcting Module,VCM)的稳压控制方法。为便于工程应用,提出了... 为抑制模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的内部环流,介绍了一种新型的桥臂环流抑制策略,包括其MMC改进拓扑、环流抑制方法及电压校正模块(Voltage Correcting Module,VCM)的稳压控制方法。为便于工程应用,提出了该策略的VCM冗余控制方法,并对VCM进行了参数设计,包括子模块电压设计和支撑电容容值设计。仿真结果说明了所提VCM参数设计合理,验证了该冗余控制方案可在维持VCM电压稳定的基础上有效抑制换流器的桥臂环流。该方案适用于所有MMC系统,在使用IGBT串联MMC的高压大容量场合优势明显。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 环流抑制器 电压校正模块 IGBT串联 桥臂环流
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