面向海上低频输电的九边形MMC子模块电压排序控制策略

作     者：程启明 沈治超 张梁 王海伦 王为涛 渠博岗 

作者机构：上海市电站自动化技术重点实验室(上海电力大学自动化工程学院) 

出 版 物：《电力系统自动化》 (Automation of Electric Power Systems)

年 卷 期：2025年

核心收录：

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] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(62303301) 上海市电站自动化技术重点实验室资助项目(13Z2273800) 

主　　题：海上风电 低频交流输电 九边形变换器 模块化多电平矩阵变换器 子模块均压 电压排序 环流注入 

摘      要：九边形模块化多电平变换器(MMC)作为一种新型AC/AC变换器的拓扑结构，具有低频性、高可靠性、多端口等优点，在海上低频输电领域具有较好的应用前景。但在实际运行中九边形MMC的桥臂上存在不同频率的电气分量的耦合叠加，导致子模块电容电压产生低频波动的问题。为了提高九边形MMC的抗干扰能力与子模块均压效果，文中根据九边形MMC的拓扑结构，分析了桥臂电压与电流的关系，建立了九边形MMC的数学模型。随后，分析了桥臂功率与端口功率之间的关系，提出了子模块电压排序控制方法，并与环流注入、环流抑制控制相结合，从而实现了桥臂中子模块电容电压均衡，提高了电流传输质量。最后，在MATLAB仿真软件和RT-LAB实验平台上搭建了九边形MMC系统，并模拟了稳态、电压变化、功率变化等多种工况，对比了子模块电压排序控制与常规子模块均压控制的效果，结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。