基于MMC的柔性直流輸電站級控制器的設計及其動模實驗

羅 程，趙成勇，張寶順，倪曉軍，翟曉萌，郭春義

（新能源電力系統國家重點實驗室（華北電力大學），北京 102206）

基于MMC的柔性直流輸電站級控制器的設計及其動模實驗

羅 程，趙成勇，張寶順，倪曉軍，翟曉萌，郭春義

（新能源電力系統國家重點實驗室（華北電力大學），北京 102206）

站級控制器是模塊化多電平換流器柔性直流輸電控制系統的核心部分，與上位機、下層控制器協同配合實現柔性直流輸電的可靠控制。對基于MMC-HVDC站級控制器主要功能進行了分析，提出了一種站級控制器硬件結構設計方案，并針對該硬件結構以及功能需求設計了軟件程序邏輯。研制了基于該站級控制器的4KV/100KW的MMC-HVDC實驗樣機，在樣機上進行穩態實驗以及電壓階躍實驗，結果表明系統能夠正確快速進行有功類無功類物理量的調節，并能對交流系統故障以及控制器通信故障進行清除，驗證了站級控制器硬件結構及程序邏輯的正確性。

柔性直流輸電；模塊化多電平換流器；站級控制器；實驗樣機

0　引 言

模塊化多電平換流器（modular multilevel converter，MMC）區別于以往由多個開關器件直接串聯構成的兩電平、三電平電壓源換流器（voltage source converter，VSC）結構［12］，采用子模塊級聯的方式有效降低了串聯絕緣柵雙級型晶體管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）器件的損耗、降低交流側諧波含量，另外這種結構也避免了兩電平三電平電壓源換流器中大量IGBT串聯所引起的系統可靠性的問題［35］。

MMC結構自提出以來，得到了廣泛的關注與研究，包括建模［67］、調制策略［810］、電容均壓［1113］、保護［14］等，在理論研究上取得了巨大進展，而針對MMC物理系統及控制器的研究較少，文獻［15］介紹了基于南澳柔性直流輸電示范工程的背靠背大功率柔性直流輸電樣機。……