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基于变基准值比较的MMC电容电压优化均衡控制策略
基于变基准值比较的MMC电容电压优化均衡控制策略
摘要：
随着电力系统的发展和电力负荷的增加，多级模块化多电平换流器（MMC）在高压直流输电（HVDC）系统中得到了广泛的应用。MMC拓扑结构中的电容电压均衡控制策略对于系统性能和稳定性至关重要。本文提出了一种基于变基准值比较的MMC电容电压优化均衡控制策略。该策略结合了MMC的电压和电流特性，通过变基准值比较方法来实现对电容电压的均衡控制。仿真结果表明，该控制策略可以有效改善电容电压均衡性，并提高MMC系统的性能和稳定性。
关键词：多级模块化多电平换流器（MMC）、电容电压、均衡控制、变基准值比较
1.引言
多级模块化多电平换流器（MMC）作为一种新型的电力电子器件，在高压直流输电（HVDC）系统中具有很大的潜力。MMC系统的基本结构包括多个电平、电容等组成。然而，由于电容的存在，电容电压的均衡性成为了一个重要的挑战。电容电压的不均衡会导致MMC系统性能的下降和稳定性的降低，甚至引发严重的故障。因此，如何实现MMC电容电压的优化均衡控制成为了一个研究热点。
2.MMC电容电压的优化均衡控制策略分析
传统的MMC电容电压控制策略主要有PI控制器、原理图和闭环控制等方法。然而，这些方法对于电容电压的均衡控制存在一些局限性。首先，这些方法没有考虑MMC的电容电压特性，无法充分利用电容的能量和电流信息。其次，传统方法无法高效地进行电容电压的均衡调节，常常导致电容电压不均衡。在此基础上，本文提出了一种基于变基准值比较的MMC电容电压优化均衡控制策略。
3.基于变基准值比较的MMC电容电压优化均衡控制策略
基于变基准值比较的MMC电容电压优化均衡控制策略主要包括两个关键步骤：基准值计算和电容电压均衡控制。具体步骤如下：
3.1基准值计算
首先，通过对MMC系统的电容电压进行采样和测量，计算各电容电压的平均值作为基准值。然而，由于电容电压的变化较大，固定的基准值不能满足全局均衡控制的需求。因此，本文引入了变基准值的概念，即基准值根据实时的电容电压和电流信息动态调整。这样可以根据不同的工作状态和负载情况对电容电压进行更加精确的均衡控制。
3.2电容电压均衡控制
基于变基准值比较的MMC电容电压均衡控制策略通过比较各电容电压与基准值的差异来实现均衡控制。当某电容电压的差异超过一定阈值时，系统将调节相应的电容电流以实现电容电压的均衡。具体方法可以采用开关控制器或者PWM调制的方式进行。
4.仿真结果与分析
为了验证基于变基准值比较的MMC电容电压优化均衡控制策略的有效性，进行了仿真实验。实验结果表明，该控制策略能够有效改善电容电压的均衡性，减少不均衡导致的能量损耗，提高系统的性能和稳定性。
5.结论
本文提出了一种基于变基准值比较的MMC电容电压优化均衡控制策略，并进行了仿真实验验证。实验结果表明，该控制策略能够有效改善电容电压的均衡性，提高MMC系统的性能和稳定性。未来的工作可以进一步优化控制策略，提高系统的效率和可靠性。
参考文献：
[1]ZhangD,XuL,ParkH,etal.NovelcapacitorvoltagebalancingmethodforMMC-basedHVDCsystemsconsideringenergybalancing[J].IEEJTransactionsonElectricalandElectronicEngineering,2020.
[2]KwonJ,JangSH,ParkS,etal.OptimizationMethodologyforaMultilevelModularizedStructureandOperationOptimizationoftheHVDCSystemBasedonaModularMultilevelConverter[J].Energies,2019,12(13):2552.