D-Q坐标系下模块化多电平换流器的交流阻抗模型研究.docx

根据直流故障电流切断位置不同，首先分析基于交流断路器、直流断路器和模块化多电平换流器子模块拓扑的3种故障抑制技术方案及其特点。然后从切断故障电流角度出发，利用双向可控开关对半桥拓扑进行改进设计以抑制直流故障，并与传统半桥子模块相结合构成混合双子模块拓扑以降低单位电平成本和运行损耗。同时研究在闭锁期间混合双子模块内部电容不均衡充电所导致的电容电压不平衡问题及其应对策略。最后在PSCAD/EMTDC中搭建两端仿真模型，对混合双子模块拓扑直流故障抑制特性及电容电压控制策略进行仿真验证。

为解决模块化多电平换流器（MMC）在采用载波移相调制时的电容电压平衡问题，提出一种基于载波交换的平衡方法。该方法位于调制层，不改变子模块的调制波，既不影响输出电压波形，也不会产生额外的开关损耗。首先详述了MMC的拓扑结构、工作原理以及调制方式；分析了开关状态交换时可能会出现的4种情况，分别是存在上升沿时桥臂电流大于0或小于0和存在下降沿时桥臂电流大于0或小于0；给出了具体的电容电压平衡方法及流程图。实验结果表明，所提方法可快速有效地将桥臂的电容电压集中在参考值附近，且各路电压之间无大幅波动，具有很好的平衡效果。

现有的三极直流输电系统因极3采用晶闸管换流器而存在交流电压易波动、过渡阶段易引发过电压和过电流等固有缺陷。为此提出了一种改进式的混合型系统，即极3换流站改用基于全桥子模块的模块化多电平换流器。为使系统获得较好的响应特性，提出了无功（电压）平衡、电流平衡和子模块电容电压平衡3个控制要求，并根据控制要求给出了模块化多电平换流器采用改进直流电流控制和交流电压控制、子模块采用电容电压平衡控制等控制措施。利用时域仿真软件PSCAD／EMTDC对所提出的系统进行了仿真研究，仿真结果验证了所提出的混合型三极直流系统及其控制策略能够很好地实现系统电压平衡、电流平衡和子模块电容电压平衡。

综合电网换相换流器(LCC)和模块化多电平换流器(MMC)的优点，并针对我国西电东送的实际场景，对如下3种目前比较有应用价值的混合直流输电系统方案进行研究：方案1的送端采用LCC，受端采用半桥子模块型MMC串联二极管阀；方案2的送端采用LCC，受端采用全桥子模块与半桥子模块构成的子模块混合型MMC；方案3的送端采用LCC，受端采用LCC和半桥子模块型MMC构成的串联混合型换流器。首先，分别介绍了3种混合直流输电系统的拓扑结构、数学模型及控制方式；然后，在PSCAD/EMTDC中搭建了3种混合直流输电系统，对3种混合直流系统在送端交流系统故障和受端交流系统故障情景下的响应特性进行对比分析；最后，基于仿真结果总结了每种拓扑结构的优劣势。仿真结果表明，在送端交流系统故障的情景下，方案1可能会出现功率中断；在受端交流系统故障的情景下，方案1的故障响应特性要优于其他2种方案。

行业资料-交通装置-一种全桥结构模块化多电平换流器桥臂等效电路.zip

模块化多电平换流器高压直流输电（MMC-HVDC）系统的控制策略及电流内环控制器对其故障时的运行特性有着重要影响。设计了电网电压不平衡下负序电流抑制策略和对应的限流环节。为解决正负双序同步旋转坐标下电流序分量分解和控制器较多问题，构建了基于比例积分和谐振控制的混合电流矢量控制。此外为降低桥臂环流对系统运行的影响，在分析桥臂电流构成成分的基础上，针对环流序分量2倍频特点设计了桥臂环流抑制器。仿真结果表明混合电流矢量控制能够实现直流和2倍频交流电流信号的统一控制，达到了负序电流和桥臂环流的抑制效果。

针对中压应用场合，提出一种新型的n+1混合式模块化多电平换流器(HMMC)拓扑结构。在传统单桥臂n个子模块的模块化多电平换流器(MMC)基础上，加入1个全桥子模块，使其电容电压控制为半桥子模块的一半，实现输出电压电平数由原先的n +1增长至2n+3。针对其结构提出一种混合式调制方式，在保证HMMC稳定工作的基础上，降低HMMC子模块的工作开关损耗。由于全桥、半桥子模块电容电压不一致，采用一种电容预充电方式，并对子模块电容电压建立数学模型，提出一种子模块电容电压平衡的控制策略。在MATLAB/Simulink软件中搭建仿真模型，仿真结果验证了所提拓扑结构和控制策略的有效性和正确性。

本仿真为基于PSCAD搭建的5电平模块化多电平换流器（MMC）仿真，可直接运行，适合初学和进一步研发。

simulink模型，关于MMC 七电平换流器设计及开环控制策略