基于正交虛擬矢量的單相MMC系統環流抑制方法

丁 然，梅 軍，趙劍鋒，管 州，吳夕純，尤 鋆，田 杰

(1. 東南大學 電氣工程學院，江蘇 南京 210096；2. 南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102)

0 引言

模塊化多電平換流器MMC(Modular Multilevel Converter)拓撲自被提出以來[1]，由于其拓撲本身有著包含功率單元的級聯結構，非常容易實現模塊化設計擴展，能夠大幅提高系統的電壓等級和裝機容量，因此隨著MMC相關拓撲特性、控制策略以及故障保護技術的發展，有關MMC在高壓直流輸電系統以及電能質量領域的應用正越來越受到業界的研究和關注[2-4]。

MMC存在著環流問題，環流疊加在上下橋臂的電流內，帶來了增大功率器件額定容量、提高成本、增加系統損耗甚至損壞裝置等后果。因此MMC的環流抑制已成為學術界的研究熱點之一。國內外學者對MMC的環流抑制問題做了大量研究，文獻[5]實現了基于二倍頻負序旋轉坐標系的環流抑制控制器，但僅適用于三相系統；文獻[6]提出的通用環流抑制器雖然在理論上可以抑制任意相環流，但在工程場合下的抑制效果受測量誤差影響；文獻[7]利用比例諧振控制器以及橋臂電流比例負反饋環節，實現了對內部環流諧波分量的無差控制。此外又有學者分別提出了比例-積分-諧振控制[8]、準比例-諧振控制[9]、重復控制[10]和模型預測方法[11]等多種環流抑制策略。以上策略雖然均可實現分相控制，但由于這些控制策略的數學模型、控制過程與參數調節較為復雜，不容易實現，且三相MMC系統因其固有結構特性與單相MMC系統的差異，其相關的控制方式也不能在單相系統中簡單植入。……