模块化多电平换流器中环流控制对直流电容电压影响,这是一篇与电平论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
电平论文参考文献：
摘 要：以往对模块化多电平换流器（modular multi-level converter,MMC）的研究中,大部分都强调MMC中环流存在的弊端,但本文分析了环流产生的原因,考虑到环流在三相之间能量平衡的作用,提出对环流进行控制,使MMC变得更加稳定且减小MMC中直流电容电压的波动,这对降低MMC成本具有重要意义.
关键词：MMC；环流控制；直流电容电压
中图分类号： TM451+.2 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）24-251-2
0 引言
MMC是由R.Marquardt于2001年首次提出,它具有以下优点：模块化的结构,能够运行于弱交流系统,不需要为其提供额外的无功补偿设备,谐波含量少等[1～3].
在对MMC的研究中,环流的研究占了很大比重.由于环流流经六个桥臂,使桥臂电流不再是正弦的.环流的存在意味着子模块的额定电流要相应增加,但更重要的是能量在桥臂间的传输,如果不加控制,会因为能量的不平衡引起MMC的不稳定.以往对环流的研究目的都是要把环流消除,没有看到环流存在的意义,并提出一种环流的控制方法对环流进行利用.
1 MMC的数学模型
MMC由三个相单元组成,每个相单元由两个臂单元组成,每个臂单元由N个串联的功率子模块串联而成.每个子模块包括两个IGBT,一个旁路接触器,一个SCR和一个直流电容组成.（图1）
由MMC的结构可得到如图2所示的单相数学模型.其中为电网的相电压,为电网的相电流,和为上桥臂的电压和电流,和为下桥臂的电压和电流,为直流母线电压.
2 MMC环流产生的原因
假定交流系统的相电压和线电流分别为：
则每相由电网传输到MMC换流器的瞬时功率为
对该瞬时功率进行积分便得到MMC的每相从电网获得的能量
从公式（3）可以看出每相的能量有一个二倍频的波动分量,该二倍频的直流电容电压波动造成了三相之间环流的产生.
3 环流的控制
假定三相之间的环流为零,既内部不平衡电流只有直流分量 .此时输入上下桥臂的功率分别为：
对这两个功率进行积分的到上下桥臂的能量：
从公式（5）中可以看出wah和wal中有二倍频分量和基波分量,其幅值分别为 和 （为了方便这里按φ等于π/2计算）.
现在引入的环流：
此时输入上下桥臂的瞬时功率分别为
对公式（7）两边做积分处理,得到此时上下桥臂的能量为：
从公式（8）中可以看出此时上下桥臂的能量中具有基波和三次谐波的波动,幅值分别为 和 .同时在MMC中,Udc≈2U.显然存在 , .因此,在加入 这一环流后,上下桥臂能量的波动都会减小,那么在上面的电容电压的波动也会减小.
4 仿真验证
为了验证上述控制方法的有效性,本文在PSCAD/EMTDC平台下建立了一个10kV、10MVA的MMC模型.整个MMC运行期间发出5MVar的无功功率,在8S之前采用将环流控制为0,在8S之后为把环流控制为 .图3为a相上下桥臂电容器里的能量,图4为a相所有电容器的能量.从图中可以看出在加入环流后电容器中的能量波动明显减小,这说明电容电压的波动也会减小.
5 结论
当环流为零时,电容电压的波动并不是最小的,根据系统的状态,按照本文中的方法,加入特定的环流后能有效地减小电容电压的波动.这样在同样电容电压波动的条件下,就可以减小电容的容值.
参 考 文 献
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结论：适合不知如何写电平方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于电平信号论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
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