基于MMC的紧凑型能量路由器方案

该文提出一种控制简单的基于模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)结构的多端口能量路由器(energyrouter,ER)方案,所提ER包含有中压直流、中压交流、低压直流和低压交流4个外接功率端口以及1个内部储能端口,通过隔离级高频链将各子模块(sub-module,SM)进行内部互联,建立模块间的耦合关系。利用开关电容变换及三相波动功率抵消分别实现SM电压的自主均衡和电容需求最小化,从而大幅简化控制方案设计,同时提升系统的功率密度。考虑ER所具备的惯性能力与电容值密切相关,设计一种基于蓄电池储能的惯性优化方案。最后,通过仿真及实验验证所提拓扑及能量调控策略的正确性和有效性。     

一种子模块高频链互联的MMC电容优化方案

为降低模块化多电平换流器(MMC)对子模块(SM)容值的需求,提出一种改进MMC(I-MMC)拓扑。上、下桥臂对应SM通过同步控制的高频链互联,使互联SM电容之间呈现开关电容特性,实现波动功率在两个SM电容之间传递,进而消除与相位相反的基频与3倍频波动分量。对I-MMC的电容约束进行分析,并对系统体积和成本进行评估。实验结果验证了所提拓扑方案的有效性。     

基于谐振式推挽结构的三端口MMC-SST波动功率耦合方案研究

文中提出一种控制简单的基于模块化多电平变换器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)拓扑方案,利用谐振式推挽(resonant push-pull converter,RPPC)结构的高频链将 MMC 子模块(sub-module,SM)互联,形成一条低压直流母线。RPPC 采用定频定占空比的开环控制使其工作在谐振频率,利用高频链的低阻抗特性实现三相对称的低频波动功率自然耦合,从而大幅降低 SM 电容的尺寸,明显提升了系统的功率密度,同时实现了桥臂2倍频循环电流的自然消除以及SM电压的自动均衡。文中首先对 MMC-SST 的波动特性进行介绍,进一步对高频链实现波动功率耦合的过程进行建模分析。最后,仿真与实验验证所提拓扑的优良性能。     

一种基于三端口能量路由的单级式光储并网系统及其高压穿越技术

该文提出一种具有高压穿越能力的基于三端口能量路由的单级式光储并网系统（PV-ESS）。光伏最大功率跟踪始终由三相变换器控制完成。多端口能量路由器可根据不同运行工况使储能灵活接入,平抑光伏输出,使得系统具有更高的效率。在电网高压故障下,通过储能装置抬升直流母线电压,从而使系统具有高压穿越的能力,可在电网高压状态下不脱网连续运行,直至故障恢复。     

MMC中压电机驱动系统全转速范围电容轻量化研究EI北大核心CSCD

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)应用于中压电机驱动系统时存在子模块电容尺寸过大的问题,在电机低速运行时尤其明显。文中提出一种基于横向子模块互联的低容值MMC(low capacitance MMC,LC-MMC)电机驱动系统,利用拓扑特点实现了系统在电机全转速范围内的电容轻量化。LC-MMC基于横向子模块输入波动电流的三相对称性,在互联通道中实现了他们的相互抵消,从而大幅减小了子模块电容尺寸,并且不受电机运行频率的影响。文中从传统MMC电机驱动系统出发,分析其对子模块电容的具体需求;对所提LC-MMC实现全转速范围内的电容轻量化方案进行详细介绍;然后,对两种MMC电机驱动系统进行对比评估,并分析LC-MMC的共模电压自然抑制特性;最后,对所提LC-MMC方案进行仿真与实验验证。     

载波移相调制下模块化多电平变换器的两类共模电压机理分析EI北大核心CSCD

在载波移相脉宽调制下,适用于中压应用的模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)存在两类共模电压(common-mode voltage,CMV)问题,即系统共模电压(system CMV,SCMV)与桥臂共模电压(arms CMV,ACMV)。目前还未有学者对两类CMV的产生机理和基本成分进行详尽的分析,文中以开关函数和子模块电容电压波动为出发点,进而得出两类CMV的基本成分和产生来源,然后对SCMV影响下的轴电压和轴电流及ACMV影响下的桥臂环流进行分析;利用得到的两类CMV的表达式对CMV抑制策略下两类CMV的相互关系进行分析,并对两类CMV的机理分析进行仿真和实验验证,为研究两类CMV对MMC系统产生的影响及其抑制策略提供理论依据。