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基于改进阶梯波调制的模块化多电平换流器环流抑制策略
基于改进阶梯波调制的模块化多电平换流器环流抑制策略
摘要：
随着电力电子技术的发展，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。然而，MMC系统中存在着一个重要的问题，即环流问题，会影响系统的稳定性和效率。本文针对这一问题，提出了一种基于改进阶梯波调制的环流抑制策略，以提高MMC系统的性能。
第一部分：引言
MMC系统作为一种新型的变流器技术，具有较高的电压水平、较低的谐波失真和较好的动态响应特性，在HVDC系统中具有广泛的应用前景。然而，MMC系统存在一个关键问题，即交流侧并联分支间会产生环流现象，这会导致系统稳定性下降、系统损耗增加以及设备寿命降低等问题，因此需要采取措施进行环流抑制。
第二部分：MMC系统
本部分介绍了MMC系统的结构和工作原理。MMC系统由多个子模块组成，每个子模块包含多个电压源、多级电容和电阻。MMC系统通过子模块之间的开关控制将输入直流电压转换为交流输出电压。但是，在MMC系统中由于电容电压相差较大，容易产生环流现象。
第三部分：环流问题分析
本部分分析了环流问题的产生原因和对MMC系统的影响。环流问题主要是由于电容电压不平衡造成的，在MMC系统中，电容电压不平衡会使电流在子模块之间流动，导致环流产生。这会导致电容电压发生进一步的不平衡，进一步加剧环流问题，并且会引起系统不稳定和能量损耗。
第四部分：基于改进阶梯波调制的环流抑制策略
本部分提出了一种基于改进阶梯波调制的环流抑制策略。改进阶梯波调制通过在MMC系统中引入等效电流控制器来调节电容电压，从而减小电容电压不平衡。具体而言，该策略通过监测电容电压的差异，动态地调整等效电流控制器的输出，将多电平电压分布在电容上，从而减小电容电压不平衡和环流问题。
第五部分：性能评估
本部分通过仿真和实验评估了所提出的环流抑制策略的性能。通过与传统的拟合波调制比较，结果表明，改进阶梯波调制方法能够有效地抑制环流问题，提高MMC系统的稳定性和效率。
第六部分：结论
本文提出了一种基于改进阶梯波调制的环流抑制策略，通过动态调整等效电流控制器的输出，减小了MMC系统中的环流问题。仿真和实验结果表明，该策略能够显著提高MMC系统的性能，对于实际应用具有重要的意义。
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