三相四桥臂模块化多电平变换器控制方法研究

鲁思兆¹，邓晓婷¹，李凯²，魏小超¹，李思奇¹

1. 昆明理工大学电力工程学院2. 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学)

摘 要：模块化多电平变换器(MMC)由于其模块化可扩展、效率高和输出电能质量好等优点在高压大容量的场合得到了很多应用.然而,MMC需要很多个子模块串联来实现高电压等级的功率变换,子模块个数多且成本高成为制约MMC广泛应用的关键因素.三相四桥臂MMC通过四个桥臂实现对三相交流系统的控制,可以减少变换器所需的总的子模块数以及相关的元件数,具有很好的应用前景.本文首先分析了三相四桥臂MMC的拓扑结构及其数学模型,然后针对三相四桥臂MMC的结构特点,提出了一种基于60°两相系统的三相四桥臂MMC的控制策略.通过引入dq到AB的坐标变换Tdq/AB,实现了三相四桥臂MMC对电流的控制.在此基础上,增加内部电压控制和内部电流控制从而构成针对三相四桥臂MMC的完整控制结构.本文通过搭建三相四桥臂MMC硬件平台,实验验证了所提控制策略的有效性.

关键词：模块化多电平变换器;三相四桥臂;坐标变换;电压平衡控制;电流控制;