基于准比例谐振控制的模块化多电平矩阵变换器环流抑制策略

TM461%TM464; 模块化多电平矩阵变换器(M3C)是分频输电系统中的核心装置.由于缺乏直流环节,所以不同频率的电气量在M3C内部直接耦合,导致M3C内部出现非常复杂的谐波,造成子模块均压困难,影响M3C的稳定运行.提出一种基于准比例谐振(PR)控制器的闭环控制策略,实现对M3C内部环流的抑制.首先,研究稳态时子模块电容纹波电压,详细分析子模块纹波电压与开关函数耦合产生谐波电流的机理,推导谐波环流的解析式,指出抑制环流的必要性.然后,针对4种频率成分的谐波环流设计并联的准PR环流抑制器,在抑制环流的同时减少桥臂电流的畸变,保障桥臂间电容电压均衡并且具备良好的动态性能.最后,在MATLAB...

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Published in上海交通大学学报 Vol. 59; no. 2; pp. 242 - 后插2
Main Authors 姜亚峰, 李仪博, 吴秋伟, 刘沈全, 吴小丹, 周前
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 清华大学清华深圳国际研究生院,广东 深圳 518055%华南理工大学电力学院,广州 510641%南京南瑞继保电气有限公司,南京 211102%国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,南京 211103 28.02.2025
山东大学电气工程学院,济南 250061%清华大学清华伯克利深圳学院,广东 深圳 518055
Subjects
modular multilevel matrix converter(M3C)
fractional frequency transmission system
quasi-proportional resonance(PR)control
circulating current suppression
模块化多电平矩阵变换器
准比例谐振控制
分频输电系统
环流抑制
capaci-tors ripple voltage
电容纹波电压
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ISSN1006-2467
DOI10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.193

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Summary:TM461%TM464; 模块化多电平矩阵变换器(M3C)是分频输电系统中的核心装置.由于缺乏直流环节,所以不同频率的电气量在M3C内部直接耦合,导致M3C内部出现非常复杂的谐波,造成子模块均压困难,影响M3C的稳定运行.提出一种基于准比例谐振(PR)控制器的闭环控制策略,实现对M3C内部环流的抑制.首先,研究稳态时子模块电容纹波电压,详细分析子模块纹波电压与开关函数耦合产生谐波电流的机理,推导谐波环流的解析式,指出抑制环流的必要性.然后,针对4种频率成分的谐波环流设计并联的准PR环流抑制器,在抑制环流的同时减少桥臂电流的畸变,保障桥臂间电容电压均衡并且具备良好的动态性能.最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,通过仿真验证控制策略的有效性.
ISSN:1006-2467
DOI:10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.193