電網(wǎng)不平衡時(shí)模塊化多電平換流器的控制研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，高壓大功率電力電子設(shè)備被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的柔性交流輸電、高壓直流輸電、靜止無(wú)功補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合，其能夠有效地提高系統(tǒng)電能質(zhì)量和輸配電系統(tǒng)效率。隨著新能源的快速發(fā)展，柔性直流輸電技術(shù)將會(huì)在我國(guó)未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展中起到十分關(guān)鍵的作用。在柔性直流輸電工程中，多電平換流器由于其輸出波形諧波含量低、功率器件電壓應(yīng)力低等優(yōu)點(diǎn)，被越來(lái)越多地應(yīng)用于高壓大功率領(lǐng)域中。在眾多多電平拓?fù)渲?，模塊化多電平拓?fù)?MMC)由于具有模塊化易

2、擴(kuò)展、良好的冗余特性、輸出諧波低、功率器件開(kāi)關(guān)頻率低等優(yōu)點(diǎn)，使之成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。
　　本文首先對(duì)MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了分析，分析推導(dǎo)了MMC正常工作時(shí)上下橋臂電壓，輸出交流電壓及上下橋臂電流，環(huán)流和交流輸出電流之間的關(guān)系。對(duì)目前常用的調(diào)制策略、電容電壓平衡技術(shù)做了全面的闡述，詳細(xì)分析了載波層疊PWM調(diào)制、載波移相PWM調(diào)制和NLM調(diào)制等MMC調(diào)制策略，并構(gòu)造了橋臂能量和控制器及橋臂能量差控制器來(lái)控制子模塊電容電壓的

3、平衡。
　　本文接著研究了電網(wǎng)不平衡條件下MMC的控制策略。對(duì)三相MMC的一相建立了等效電路模型并進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析，分析了電網(wǎng)不平衡時(shí)MMC的工作特性，然后研究了電網(wǎng)不平衡時(shí)MMC的控制策略，主要對(duì)比分析了三種控制方法:基于dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的控制方法、基于PR調(diào)節(jié)器的控制方法、基于準(zhǔn)PR調(diào)節(jié)器的控制方法，并搭建了MATLAB/Simulink仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證。
　　最后設(shè)計(jì)并搭建了基于分層思想的三相MMC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，具體包括: