基于共模-差模分量分解的单相MMC控制策略研究

作     者：纳石（Nasiruddin） 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：雷家兴;阳辉

授予年度：2020年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：模块化多电平换流器 共模电流 差模电流 

摘      要：模块化多电平换流器(MMC)是电力电子技术当前研究的重要课题之一。尽管目前学术界已经提出了大量MMC的调制算法和控制策略的研究,但是对于它们的分类、分析和评估还缺少普遍共识。本文的主题是研究基于差模-共模分量分解的MMC控制策略。本文采用载波移相调制算法以减小无源器件(桥臂电感、电容等)的体积和成本,同时提出了控制目标以及对应的控制策略验证和分类方法。MMC的主要控制目标是控制其每个相单元的共模电流和差模电流。共模电流导致桥臂电流RMS值(均方根值)增大,从而增大系统的功率损耗,降低系统效率,因而必须进行充分抑制。MMC的共模电流是由于上、下桥臂模块电容电压的不同以及相单元的直流电压的波动所引起的。为控制共模电流,本文建立单相MMC仿真模型,采用基于比例-积分-谐振(PIR)的闭环控制策略。其作用是抑制共模电流中的二次谐波电流,该二次谐波电流增大了输出电流的RMS值和谐波。同时,输出电流采用基于比例-谐振(PR)控制器的闭环控制方法。该控制器主要用来消除共模电流引起的谐波。此外,为了保持电容电压均衡,电容电压经过陷波器以提取直流电压分量,从而实现电容电压平衡和消除基频电压波动。基于MATLAB/SIMULINK仿真软件的仿真结果验证了本文研究的控制策略的有效。