模块化多电平换流器电容电压优化平衡控制算法.pdf

第36卷第6期电网技术Vol.36No.6
2012年6月PowerSystemTechnologyJun.2012
文章编号：1000-3673（2012）06-0256-06中图分类号：TM72文献标志码：A学科代码：470·4054

模块化多电平换流器电容电压优化平衡控制算法

许建中，赵成勇
（新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)，北京市昌平区102206）

AnOptimizedCapacitanceVoltageBalancingAlgorithmfor
ModularizedMultilevelConverter
XUJianzhong,ZHAOChengyong
(StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemWithRenewableEnergySources
(NorthChinaElectricPowerUniversity),ChangingDistrict,Beijing102206,China)

ABSTRACT:Thetopologicalstructureandworkingprinciple调节。分别定义了在系统工作点附近具有相对稳定性的环流
ofmodularizedmultilevelconverter(MMC)arepresented,and抑制系数以及电容均压系数，对子模块调制波进行纵向调
anovelcapacitancevoltagebalancingalgorithmforMMC,in整，有效确保MMC子模块电容电压的动态平衡；同时给出
whichthecarrierphaseshiftedsinusoidalpulsewidth了环流抑制系数和电容均压系数的优化目标，以期得到理想
modulation(CPS-SPWM)technologyisadopted,isproposed.的电容电压平衡控制效果。仿真结果验证了所提算法的正确
Theessenceoftheproposedalgorithmisdynamicalregulation性与有效性。
ofcapacitancevoltagebyadjustingtheturn-ontimeof
关键词：模块化多电平换流器；高压直流输电；正弦脉宽调
sub-modulesineachbridge-arm.Thecirculatingcurrent
制；环流抑制；子模块电容均压
suppressionindex,whichisneartheworkingpointofthe
systemandpossessesrelativestability,aswellasthe0引言
capacitancevoltagebalancingindexaredefinedrespectively,
基于模块化多电平换流器的高压直流输电
andthelongitudinaladjustmentofmodulationwavesofthe
，
correspondingsub-modulesisperformedtoeffectivelyensure(modularizedmultilevelconverter-HVDCMMC-
thedynamicbalanceofcapacitancevoltageofMMCHVDC)是电压源换流器型高压直流输电技术
sub-modules;meanwhiletheoptimizationobjectivesof(voltagesourcedconverter-HVDC，VSC-HVDC)向
circulatingcurrentsuppressingindexandcapacitancevoltage高电压大功率方向发展的最新成果[1-4]。截至目
balancingindexaregiventoachievedesiredeffectofbalance前，国内外学术界对MMC-HVDC系统的研究相对
controlofcapacitancevoltage.Bothcorrectnessand
较少，如MMC拓扑结构、调制策略、换流阀故障
effectivenessoftheproposedalgorithmareverifiedby
simulationresults.保护、子模块电容电压平衡控制等，均有待深入
研究。其中，MMC各桥臂中子模块电容电压不平
KEYWORDS:modularizedmultilevelconverter(MMC)；high
衡问题，及其导致的各相桥臂总能量的不平衡以致
voltagedirectcurrent(HVDC)powertransmission;sinusoidal
pulsewidthmodula