【摘要】：作為電能變換的關(guān)鍵環(huán)節(jié),高電壓大功率交交變流器在海上風(fēng)電、遠(yuǎn)距離分頻輸電及海底輸配電系統(tǒng)建設(shè)等低頻輸配電場合具有非常重要的作用。文中提出一種新的Y型大功率模塊化多電平變流器(Y modular multilevel converter,Y-MMC)拓?fù)?只需6個等效橋臂即可實(shí)現(xiàn)直接交交功率變換,輸出電壓波形質(zhì)量和功率特性均表現(xiàn)良好,其結(jié)構(gòu)簡單對稱,且不存在環(huán)流。針對Y-MMC拓?fù)浣⑵鋎q坐標(biāo)下的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)輸入輸出兩種交流頻率分量的解耦,在此基礎(chǔ)上給出相應(yīng)的控制策略,包括內(nèi)環(huán)電流控制和外環(huán)功率控制,其物理概念清晰、控制結(jié)構(gòu)簡單、控制性能良好。進(jìn)一步,在控制方案中引入無功分配系數(shù),推導(dǎo)其與橋臂穩(wěn)態(tài)調(diào)制度之間的解析關(guān)系式,并給出在對應(yīng)優(yōu)化目標(biāo)下分配系數(shù)的最優(yōu)解。Matlab/Simulink平臺下的一系列仿真結(jié)果驗證了所提出Y-MMC拓?fù)浜蛿?shù)學(xué)模型的正確性及其控制策略的有效性。
[Abstract]:As the key link of power conversion, high voltage and high power AC converter plays a very important role in the low frequency transmission and distribution field, such as offshore wind power, long-distance frequency division transmission and submarine transmission and distribution system construction. In this paper, a new Y type high power modularized multilevel converter (Y modular multilevel convertor Y-MMC) topology is proposed. It only needs six equivalent arms to realize direct AC / AC power conversion. The quality and power characteristics of the output voltage waveform are good, and its structure is simple and symmetrical. And there is no circulation. The dynamic mathematical model of Y-MMC topology in dq coordinates is established, and the decoupling of the input and output AC frequency components of the system is realized. On the basis of this, the corresponding control strategies are given, including the internal loop current control and the outer loop power control. The physical concept is clear, the control structure is simple and the control performance is good. Furthermore, the reactive power distribution coefficient is introduced into the control scheme, and the analytical relationship between the reactive power distribution coefficient and the steady state regulation of the bridge arm is derived. A series of simulation results on the platform of Matlab / Simulink are given to verify the correctness of the proposed Y-MMC topology and mathematical model and the effectiveness of the control strategy.
【作者單位】： 西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院;
【基金】：國家電網(wǎng)公司科技項目(52094016000C)~~
【分類號】：TM46

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本文編號：2127587