基于半波交替的轻型化MMC拓扑及控制策略

为了构造轻型化模块化多电平换流器(MMC)拓扑,基于桥臂交替导通思想和桥臂时分复用思想,分别在直流侧和交流侧引入导通开关和切换开关,提出了一种半波交替型模块化多电平换流器(HA-MMC)。通过上、下桥臂导通开关和交流侧切换开关的相互配合,HA-MMC相单元交替运行于上、下桥臂导通复用模式,可实现对复用桥臂子模块的全周期交替时分复用,从而降低子模块数量需求。针对桥臂能量平衡问题,采用移相切换策略对2种桥臂导通复用模式进行控制,以拓宽HA-MMC的运行范围。基于MATLAB/Simulink的仿真结果验证了所提HA-MMC拓扑的可行性及其控制策略的有效性。与常规MMC相比,HA-MMC的子模块数量最多可降低75%,实现了轻型化目标。

应用于交-交变换的M3C矩阵变换器系统控制策略

模块化多电平矩阵变换器(M3C)作为一种新型拓扑具有诸多优点,但其控制变量较多、控制结构复杂。文中首先对M3C系统的工作原理进行了分析,并建立了其数学模型;在此基础之上,分析并研究了M3C系统的输出电压和电流、桥臂电流、桥臂能量均衡、桥臂子模块电容电压等电气参量的控制策略,同时给出了M3C系统交流侧电压、电流的输入、输出整体控制策略,以实现M3C的稳定运行,且具有较好的动、静态特性。最后,通过建立M3C系统结构的仿真模型及实验平台对控制方法进行仿真和实验,验证了M3C系统控制策略的可靠性及稳定性。

基于模拟退火法优化的MMC二次环流计算方法

提出了一种模块化多电平换流器(MMC)二次环流计算方法,从电容伏安特性和等效开关函数角度出发,将桥臂能量均衡控制环节简化成双比例调节器后,推导得到二次环流计算模型.分析了MMC的拓扑结构及其控制方法,在充分理解二次环流产生原因的基础上,详细给出了二次环流计算模型的推导过程.同时为了进一步提高计算精度,建立了二次环流修正模型,并采用基于最小二乘法优化的模拟退火法求解最优参数.分析该模型得到了二次环流与桥臂能量均衡控制环节K_(V1)、K_(I1)有关,且随K_(V1)的增加而增加,随K_(I1)的增加而减少的重要结论,为减少二次环流提供了理论依据.最后PSCAD仿真结果表明该方法可以较为准确地计算二次环流,从而验证了该方法的有效性和可行性.