基于端点排序算法的MMC均压优化策略

当模块化多电平换流器(MMC)子模块数量较多时,传统全排序的均压算法存在运算量大、开关频率高等问题。为此,提出一种基于端点排序算法的MMC均压优化策略。首先,分析端点排序算法的原理,将其运用于MMC的均压控制,可以实现子模块电容电压非全排序,减少排序运算量,降低器件的开关频率;然后,根据端点排序原理和子模块开通个数提出了一种优化均压策略,该策略采用子模块间最大电压偏差量的方法,减少了因子模块电容电压变化不大而引起的不必要的开关动作以及排序运算量,降低了开关频率,而且改善了均压效果,降低了电压波动;最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提均压优化策略的可行性和有效性。     

基于Z源网络的模块化多电平逆变器拓扑设计

传统多电平逆变器存在着不能升压的缺点而使其的应用受到限制。根据Z源网络可实现升降压的功能,提出将Z源网络应用到模块化多电平逆变器(MMC)中。通过对Z源网络和MMC的原理及运行状态的分析,设计出含Z源网络的MMC拓扑结构、升压策略、包含MMC子模块电容电压平衡控制的调制策略,通过控制Z源网络的直通占空比就可以灵活控制输出电压。仿真结果验证了新型拓扑结构和控制策略的正确性和优越性。     

模块化多电平换流器电容电压的滑模观测器研究

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）子模块电容电压的稳压控制是MMC的一个关键难题,在实际应用中,需要大量的电压传感器以获取各子模块电容电压。对此提出了一种电容电压滑模观测器（sliding mode observer,SMO）,根据MMC电路中的桥臂电流和开关信号观测出子模块电容电压,并结合电压闭环控制,实现电容电压的稳定,采用双曲正切函数tanh作该滑模观测器的切换函数,可削弱系统抖振。仿真和实验结果表明该滑模观测器可准确观测出电容电压。     

基于共模、差模模型的MMC综合控制方案

根据模块化多电平变换器(MMC)系统中的不同电流分量分别建立共模模型(Common Mode)和差模模型(Differential Mode)。基于以上模型,根据不同频率的电压、电流作用不产生有功功率的原理,利用系统中正交电流成分,实现多层次的子模块能量交换平衡控制,建立全面可靠的MMC系统综合控制策略。实现对系统环流和负载输出电流的跟踪给定控制和子模块直流电容电压的平衡控制。Matlab/Simulink的仿真实验结果证明了基于共模、差模模型和正交电流控制能量交换的综合控制方案对模块化多电平逆变系统电流跟踪控制和功率模块电容电压平衡控制的可行性和可靠性。     

基于BP神经网络的MMC电容电压控制研究

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)作为一种新型的电压源换流器,被广泛应用于直流输电领域.电容的电压平衡问题在MMC中非常重要,随着MMC子模块个数的增多,电容电压的平衡变得越来越困难.本文提出了一种基于BP-PID的双闭环控制策略,通过控制调制波来控制子模块的工作状态...     

混合子模块MMC直流故障恢复能力仿真研究

直流侧故障是MMC最常见故障之一,为解决半桥子模块无直流故障恢复能力、全桥子模块具有直流故障恢复能力但功率器件较多的问题,提出一种基于半桥子模块和全桥子模块的具有直流故障恢复能力的混合子模块MMC。介绍混合子模块MMC的拓扑结构和工作原理,分析混合子模块MMC的直流故障机理,利用最近电平逼近作为调制策略,通过冒泡排序法均衡子模块间的电压,在PSCAD中搭建双端9电平混合子模块MMC仿真模型。对直流侧双极短路故障发生前后直流电流波形和电容电压波形进行分析,仿真验证所提方法的适用性和有效性。     

双星型模块组合型多电平变换器的PWM控制策略

双星型模块组合型多电平变换器(MMC)具有良好的可扩展性、模块化、故障无损特性,是一种能很好满足未来高压或中压功率变换需求的拓扑。然而,很少文章对其PWM调制策略及参考电压指令生成方法进行详细的分析和讨论。基于MMC的电路结构特点和基本工作原理,本文提出一种优化的载波移相SPWM控制策略和电压控制策略,无需额外的硬件电路,即可实现对MMC功率单元直流电容电压良好的均压控制效果。通过一台5电平三相MMC的仿真结果,详细分析了其动态特性、静态特性,验证了本文控制策略的有效性以及MMC的可行性。     

基于SOGI的MMC环流抑制策略研究

MMC(Modular Multilevel Converter)具有高度对称的子模块级联结构，输出波形质量好，被广泛应用于高压直流输电等场合。MMC环流的存在会加剧桥臂损耗，使桥臂电流发生畸变，产生高次谐波分量，严重破坏电能质量。针对该问题，文中采用基于SOGI和直流积分器相互配合的多谐波滤波器提取环流的交流成分的方法，通过3个准PR(Proportional Resonant)控制器并联组成的新环流抑制器对环流进行抑制。在MATLAB/Simulink中搭建了11电平的MMC逆变仿真模型进行仿真实验，结果表明文中所提控制策略能够有效地完成对系统的控制。与传统环流抑制方法对比，文中所提方法的环流抑制效果更加明显，电容电压波动范围降低大约60%,证明了文中所提控制环流控制策略的正确性和有效性。     

基于超级电容下城轨车辆再生能量存储利用系统的研究

为适应不同电压等级的城市轨道交通供电系统,提出了一种新型模块化储能系统设计方案;以超级电容储能技术为基础,结合半桥型Buck/Boost双向DC/DC变换器,采用恒流反馈和飞渡电容均压控制策略,实现高效稳定的储能模块设计;最后利用MATLAB/Simulink建立了模块化储能系统的仿真平台,验证了储能模块设计的可行性以及控制策略的合理性。     

容量偏差对超级电容储能的影响及解决方案

分析了容量偏差率对串联超级电容模块储能的影响,比较了采取均压措施前后超级电容模块的储能,鉴于现有均压方法存在的问题,设计了一套简单实用的超级电容电压均衡电路,并进行了仿真分析。结果显示:采用电压均衡措施后使储能提高了37%。所设计电路能够在2s内实现对电压的均衡,均衡精度约为4%,能有效解决超级电容充电时的均压问题。