2、的通斷三角波移相載波原理MMC主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)什么是MMC?模塊化多電平換流器（modular-multilevel-converter，MMC）的簡稱。siemens和中國電科院所投運的VSC-HVDC工程均采用此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在泛指半橋-模塊化-多電平-逆變器。MMC主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)MMC主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1）所需開關(guān)器件耐壓低，對器件的一致性要求低；2）電平數(shù)多，諧波大大降低；3）開關(guān)頻率更低，開關(guān)損耗更小，系統(tǒng)利用率更高。4)很容易實現(xiàn)背靠背結(jié)構(gòu)，能量方便雙向流動。5）無需輸出變壓器，大大地減小了裝置體積和損
3、耗，并且節(jié)約了成本。6)模塊化的結(jié)構(gòu)使得容量拓展和冗余設(shè)計更為容易。技術(shù)特點siemens和中國電科院所投運的VSC-HVDC工程均采用此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。子模塊都是兩端元件，通過兩個開關(guān)單元T1和T2的作用，USM可以同時在兩種電流方向的情況下進行電容電壓UC與0之間的切換。一個子模塊共有三種開關(guān)狀態(tài)：（1）子模塊中上IGBT導(dǎo)通，下IGBT關(guān)斷，子模塊端口電壓等于子模塊中電容電壓，這樣根據(jù)電流的方向來決定電容處于充電或是放電狀態(tài)，此狀態(tài)稱投入狀態(tài)。（2）子模塊中上IGBT關(guān)斷，下IGBT導(dǎo)通，子模塊的端口電壓等
4、于0，子模塊中電容被旁路，子模塊電容電壓保持穩(wěn)定，此狀態(tài)稱切除狀態(tài)。（3）子模塊上下IGBT均關(guān)斷，此狀態(tài)稱閉鎖狀態(tài)，一般在故障與啟動時使用。MMC主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模式T1T2iSMUSM狀態(tài)110>0UC投入投入210<0UC301>00切除切除401<00500>0UC閉鎖閉鎖600<00具體開關(guān)狀態(tài)如表1所述。表1子模塊的工作狀態(tài)表1子模塊的工作狀態(tài)MMC主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)MMC主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)橋臂電感Larm設(shè)計橋臂電感作用1、交流連接電感2、抑制相間環(huán)流3、抑制短路電流2、主回路參數(shù)設(shè)計橋臂電感Larm設(shè)
5、計由于交流側(cè)的三相線電壓有效值為10kV，即相電壓有效值為5.77kV。由于直流電壓為20kV，則MMC輸出的交流相電壓有效值最大為7.07kV。±2.5Mvar,零功率因數(shù)運行時，允許電感上的壓降最大為此時，允許的網(wǎng)側(cè)電感最大值為1.3kV/(2×50Hz×π×145A)=28.6mH。在初始引進技術(shù)資料中取值20mH。2、主回路參數(shù)設(shè)計橋臂電感Larm設(shè)計電感量越大，電流波形越好控制、并網(wǎng)沖擊越小、環(huán)流抑制越方便，但是電感壓降越大、成本越高。因為需要更多的功率單元支撐才能發(fā)出同等無功功率。電感量越小，柜
6、體體積和成本越低，但是系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。對控制算法提出更高要求。通過電科院動模試驗，目前已經(jīng)把橋臂電感量從20mH下降到5mH。實際上在系統(tǒng)仿真模型中，橋臂電感量可以達(dá)到3mH并且系統(tǒng)保持穩(wěn)定。2、主回路參數(shù)設(shè)計功率模塊直流電容模塊電容參數(shù)的大小直接決定了電容電壓的波動范圍。在額定工況下，由于功率模塊直流電容的額定電壓為2000V，按照紋波系數(shù)=5%，則直流電容C應(yīng)滿足：因為本次試驗方式受到時序限制，所以設(shè)置功率模塊直流電容10mF。2、主回路參數(shù)設(shè)計2、主回路參數(shù)設(shè)計-減小電容后波形2、主回路參數(shù)設(shè)計-增加
7、電容后波形目前的控制方法，能夠滿足：1、在1-50Hz變頻工況，功率單元按照30uf/A電容設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定2、在50Hz定頻工況，功率單元按照15uf/A電容設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定如果控制方式能夠達(dá)到在1-50Hz變頻工況，功率單元按照10uf/A電容設(shè)置，裝置保持穩(wěn)定。那么就可以考慮功率單元按照薄膜電容代替電解電容。2、主回路參數(shù)設(shè)計4、MMC控制策略【總體控制功能設(shè)計】外環(huán)控制器：換流器1作為從站，換流器2作為主站，高壓直流電壓（額定極間電壓20kV）由換流器1從站負(fù)責(zé)控制，兩站之間的有功功率可以反轉(zhuǎn)，
8、兩站各自的無功功率控制相互獨立。換流器1為直流電壓環(huán)+無功功率給定；換流器2為有功功率給定+無功功率給定；5、MMC功率模塊均壓控制每個MMC換流器的功率模塊電壓的分別進行均衡控制，6個橋臂相互之間沒有影響。在一個控制周期內(nèi)，則根據(jù)橋臂電流的方向確定此橋臂功率模塊的投入/切除狀態(tài)：（a）若橋臂電流為投入的模塊電容充電，則功率模塊按照電容電壓從低到高的順序排列，最低的N個模塊在該控制周期內(nèi)一直處于投入狀態(tài)。（b）若
