《多電平環(huán)流諧振抑制法控制策略和仿真研究》8200字（論文）

多電平環(huán)流諧振抑制法控制策略和仿真研究摘要模塊化多電平換流器，因其拓展性強(qiáng)，控制簡單等優(yōu)點(diǎn)，成為柔性直流輸電領(lǐng)域研究的青睞對(duì)象。模塊化多電平也可以很好地與我國電網(wǎng)未來規(guī)劃相契合,模塊化多電平換流器在實(shí)際應(yīng)用中存在的環(huán)流問題，影響系統(tǒng)損耗和穩(wěn)定性，得到眾多學(xué)者的重視。本文首先對(duì)模塊化多電平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，子模塊結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)進(jìn)行研究，通過建立數(shù)學(xué)模型，分析環(huán)流產(chǎn)生機(jī)理。在傳統(tǒng)環(huán)流抑制策略和比例諧振和準(zhǔn)比例諧振兩種環(huán)流諧振法抑制策略進(jìn)行理論介紹的基礎(chǔ)上，利用MATLAB建立單端模塊化多電平換流器系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。通過仿真結(jié)果對(duì)比，可以驗(yàn)證傳統(tǒng)環(huán)流抑制策略和環(huán)流諧振法都可以有效抑制環(huán)流，經(jīng)過比較諧振法抑制環(huán)流效果更佳。關(guān)鍵詞：模塊化多電平換流器；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；數(shù)學(xué)模型；環(huán)流諧振法抑制目錄摘要 i第1章緒論 11.1研究背景及意義 11.2課題研究現(xiàn)狀 21.2.1硬件方法 21.2.2軟件方法 31.3論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排 31.4小結(jié) 4第2章MMC結(jié)構(gòu)研究及環(huán)流分析 52.1MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型 52.1.2MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 52.1.2MMC數(shù)學(xué)模型 62.2環(huán)流產(chǎn)生機(jī)理 72.2.1環(huán)流的產(chǎn)生 72.2.2環(huán)流成分分析 72.3小結(jié) 9第3章多電平環(huán)流諧振抑制法控制策略 103.1調(diào)制策略 103.2環(huán)流抑制策略 103.2.1CCSC策略 103.2.2基于比例-積分控制的MMC環(huán)流抑制策略 113.2.3基于準(zhǔn)PR控制的環(huán)流抑制策略 123.3準(zhǔn)PR控制器參數(shù)設(shè)計(jì) 133.4本章小結(jié) 14第4章仿真結(jié)果和分析 154.1未加入環(huán)流抑制模塊 154.2加入CCSC模塊 174.3加入比例諧振模塊 194.4加入準(zhǔn)比例諧振模塊 21第5章總結(jié)與展望 24參考文獻(xiàn) 25

第1章緒論1.1研究背景及意義隨著生產(chǎn)資料的不斷豐富，社會(huì)對(duì)電力資源的需求也在隨之不斷提高。從十九世紀(jì)法國的科學(xué)家德普勒完成第一次直流輸電的實(shí)驗(yàn)以來，生產(chǎn)發(fā)展對(duì)輸電電壓的需求逐漸提高，遠(yuǎn)輸電距離和高電壓低損耗等要求，這時(shí)的輸電技術(shù)已無法滿足。與此同時(shí)，人類對(duì)交流電的研究越來越深入，在輸電技術(shù)上交流電慢慢替代直流電的地位。但是再隨著人類生產(chǎn)力的提高，交流輸電技術(shù)的問題也在逐漸凸顯并且難以解決，比如說輸送效率，分步性參數(shù)。這時(shí)候，再次認(rèn)識(shí)到高壓直流輸電的優(yōu)越性，不斷更新技術(shù)。從上個(gè)世紀(jì)二十年代開始，高壓直流輸電技術(shù)就成為輸電技術(shù)的重要研究方向。第一階段的是從十九世紀(jì)七十年代以前，采用汞弧閥和換流器拓?fù)錁蚪Y(jié)構(gòu)。后來第二階段是從七十年代開始，然后直到今后的一段時(shí)間，研究的主要方向基于晶閘管的電流源型高壓直流輸電技術(shù)。在第三階段，人們?yōu)榱烁咏?jīng)濟(jì)，為了更好地利用清潔能源，學(xué)者研究出電壓源型變流器直流輸電(HVDCbasedonVoltageSourceConverter,VSC-HVDC)技術(shù)，采用這個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)使用多電平變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而采用的是功率半導(dǎo)體開關(guān)器件。模塊化多電平換流器(modularmultilevelconverter，MMC)因其優(yōu)越的特點(diǎn)，在這大類高壓直流輸電技術(shù)中脫穎而出，受到研究界的關(guān)注。MMC的橋臂通過級(jí)聯(lián)多個(gè)子模塊，這種構(gòu)成方式對(duì)變流器的電壓和功率的控制有著突出的優(yōu)點(diǎn)，而且還可以通過開關(guān)頻率來實(shí)現(xiàn)對(duì)效率和損耗的優(yōu)化。為了更好地豐富MMC的應(yīng)用前景，電容電壓均衡控制，環(huán)流抑制，故障診斷這些重要技術(shù)的研究也愈來愈多。MMC三相橋臂必然存在環(huán)流，這是其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)導(dǎo)致的必然結(jié)果。MMC是由子模塊級(jí)聯(lián)而成，但電流通過這些子模塊時(shí)，就會(huì)使電容電壓受到影響，相電壓與母線電壓無法滿足平衡的條件，這時(shí)環(huán)流就產(chǎn)生了。而這種必然產(chǎn)生的環(huán)流會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生很多不良影響，其中諧波會(huì)導(dǎo)致橋臂電流畸變，這不僅會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗增加，還會(huì)影響模塊器件的運(yùn)行，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。本文以MMC為研究對(duì)象，分析研究MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，數(shù)學(xué)模型，環(huán)流產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)理論研究，再采用環(huán)流諧振法抑制策略，通過仿真驗(yàn)證所提策略的可行性。1.2課題研究現(xiàn)狀柔性直流輸電技術(shù)可以分為兩個(gè)階段，第一階段采用的是換流器二電平或者是三電平的電壓源型換流器，而MMC是屬于第二階段技術(shù)產(chǎn)物。MMC的在國外第一次工程應(yīng)用是2010年由西門子公司承包的柔性直流輸電工程，采用IGBT，為了從匹茲堡向舊金山輸送電力在年底成功完成了海底直流電纜聯(lián)網(wǎng)。我國足夠重視高壓直流輸電領(lǐng)域方面的研究與應(yīng)用。2011年位于上海的南匯風(fēng)場站柔性直流輸電示范工程是我國的第一個(gè)柔性直流輸電技術(shù)的應(yīng)用，這個(gè)工程成功投入運(yùn)行，其對(duì)我國的柔性輸電技術(shù)的應(yīng)用方面有重要的意義。此外。我國還有舟山傳統(tǒng)改造工程，大連城市聯(lián)網(wǎng)的柔性直流輸電示范方程等等。為了MMC能夠在柔性直流輸電方面充分發(fā)揮其優(yōu)勢，大量學(xué)者對(duì)MMC在實(shí)際應(yīng)用中的環(huán)流問題進(jìn)行探索。環(huán)流產(chǎn)生的直接原因是共模壓降。主要原因有以下幾個(gè)方面：其一MMC結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的，環(huán)流是由各相的瞬時(shí)能量分配不平衡產(chǎn)生的；其二是子模塊電容波動(dòng)幅度過大導(dǎo)致的，其電壓波動(dòng)會(huì)引入諧波和共模電壓，也會(huì)產(chǎn)生環(huán)流；其三，是子模塊投切過程中，MMC相電壓可能會(huì)出現(xiàn)電壓過剩或不足的情況，開關(guān)脈沖死區(qū)時(shí)間將會(huì)影響環(huán)流。在第二章會(huì)具體分析計(jì)算環(huán)流。MMC環(huán)流目前主要有兩類方法可以抑制，一種是硬件方法，一種是軟件方法。1.2.1硬件方法通過硬件達(dá)到抑制環(huán)流目的的方法有兩種。第一種是增大橋臂電感值，這種方法可以減小環(huán)流，但同時(shí)也會(huì)帶來很多缺點(diǎn)，比如增加設(shè)備所占用的體積，影響系統(tǒng)的其他參數(shù)。此外還可以在橋臂電感間加入LC諧振濾波器抑制環(huán)流，但也會(huì)帶來像第一種方法的類似缺點(diǎn)。所以目前主要研究方向集中在軟件方法。1.2.2軟件方法（1）環(huán)流抑制控制器CCSC文獻(xiàn)［1］提出環(huán)流抑制控制器CCSC（circulatingcurrentsuppressingcontrollers），通過構(gòu)造二倍頻負(fù)序旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系和電流解耦。這種方法運(yùn)算量大，在實(shí)踐應(yīng)用方面，容易受環(huán)境影響對(duì)控制效果產(chǎn)生不良作用，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。并且主要抑制二倍頻環(huán)流。所以這種方法具有一定的局限性。（2）通用環(huán)流抑制方法文獻(xiàn)［2］設(shè)計(jì)了通用環(huán)流抑制策略。這個(gè)方法是通過不間斷即時(shí)測量橋臂電流，通過一系列的計(jì)算將環(huán)流計(jì)算出來，同時(shí)進(jìn)行抑制。因?yàn)椴恍枰馛CSC進(jìn)行復(fù)雜坐標(biāo)系變換，所以計(jì)算量減少。但是由于在實(shí)際應(yīng)用中，測量存在誤差不及時(shí)的問題，因此這種環(huán)流抑制方法也不理想（3）諧振控制方法文獻(xiàn)［3］設(shè)計(jì)的PR諧振控制器能夠更好地跟蹤周期性交流諧波分量，從而對(duì)環(huán)流抑制有著出色的表現(xiàn)。由于其帶寬過窄，控制的穩(wěn)定性差，一般PR諧振控制器會(huì)增加截止頻率來改進(jìn)，這時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定性就有了不錯(cuò)的增強(qiáng)。而且還有無需坐標(biāo)變換，計(jì)算量小的優(yōu)點(diǎn)。所以本文主要研究的是PR諧振控制器來進(jìn)行環(huán)流抑制。這種控制方式算法更加簡單，并且對(duì)交流量控制更準(zhǔn)確，對(duì)直流量無影響。1.3論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排本文主要對(duì)單端MMC系統(tǒng)進(jìn)行研究，在深入學(xué)習(xí)現(xiàn)有的MMC研究成果上，通過MATLAB軟件對(duì)MMC環(huán)流進(jìn)行抑制策略仿真分析，PR諧振環(huán)流抑制的有效性進(jìn)行研究。第一章簡要高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展歷程，MMC國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，環(huán)流對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的危害，對(duì)目前研究較多的MMC環(huán)流抑制策略進(jìn)行綜述。第二章對(duì)模塊化多電平換流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，在對(duì)環(huán)流產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行理論和公式推導(dǎo)。第三章對(duì)均壓控制模塊的原理和算法進(jìn)行研究，主要對(duì)PR諧振法進(jìn)行理論分析，進(jìn)行這部分建模的研究。第四章MMC系統(tǒng)的搭建和參數(shù)設(shè)置，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析并給相關(guān)結(jié)論。第五章進(jìn)行全文總結(jié)，并提出展望。本文在理論上對(duì)PR諧振環(huán)流抑制策略進(jìn)行研究；在實(shí)踐上對(duì)模塊化多電平換流器的環(huán)流諧振法抑制提供了參考。1.4小結(jié)本章先介紹輸電技術(shù)的歷史，表明模塊化多電平技術(shù)的應(yīng)用前景光明，再M(fèi)MC系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析，基于文獻(xiàn)分析環(huán)流產(chǎn)生的機(jī)理，對(duì)環(huán)流抑制技術(shù)分類，再對(duì)常用的幾種方法進(jìn)行研究，最后對(duì)整篇論文結(jié)構(gòu)和章節(jié)安排進(jìn)行介紹。

第2章MMC結(jié)構(gòu)研究及環(huán)流分析2.1MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型2.1.2MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)MMC拓?fù)浼捌渥幽K結(jié)構(gòu)如圖1所示。MMC由三相組成，每相上下兩個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂由N個(gè)子模塊和一個(gè)橋臂電抗器L串聯(lián)構(gòu)成。子模塊由2個(gè)IGBT并聯(lián)電容組成。通過控制IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷可控制子模塊投入與切除。表1為子模塊工作方式。子模塊(sub-module，SM)在同一系統(tǒng)中都是一樣的參數(shù)設(shè)置，目的是使MMC各相各橋臂對(duì)稱。電抗器有兩個(gè)作用：一個(gè)是換流器一個(gè)是連接阻抗。子模塊電容參數(shù)相同，電抗器參數(shù)也相同。MMC的子模塊如下圖2.1（b）所示（a）拓?fù)鋱D（b）子模塊圖圖2.1MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示，兩個(gè)絕緣柵雙極型晶體管和兩個(gè)反向的二極管并聯(lián)組成一個(gè)部分，這個(gè)部分又稱為半H型橋，另一部分是一個(gè)電容，兩個(gè)部分再并聯(lián)就是一個(gè)子模塊了。SM有三種運(yùn)行狀態(tài)：投入，閉鎖和切除。投入和切除狀態(tài)屬于正常工作狀態(tài)。上表為SM運(yùn)行情況，表2.1SM運(yùn)行情況運(yùn)行狀態(tài)VT1VT2電流電壓電容狀態(tài)投入開通關(guān)斷>0U充電投入開通關(guān)斷<0U放電切除關(guān)斷開通>00旁路切除關(guān)斷開通<00旁路2.1.2MMC數(shù)學(xué)模型在建立MMC數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，可以幫助我們研究多電平換流器的工作原理和控制等方面。MMC單相等效電路如圖2.3所示，其中upj、unj和ipj、inj分別為j(j=a,b,c)相上下橋臂電壓和上下橋臂電流，Ｌ為橋臂電感，忽略橋臂內(nèi)阻。以A相為例。通過運(yùn)用基爾霍夫電壓定律在等效電路圖上upk+L2.3單相等效電路2.2環(huán)流產(chǎn)生機(jī)理2.2.1環(huán)流的產(chǎn)生Ik_cir是MMC內(nèi)部電流，圖2.3滿足Lkdk_cirdt+各相單元中上下橋臂瞬時(shí)電壓之和與直流電壓不平衡產(chǎn)生了壓降Upk_cur:Uk_cur=Lk?由基爾霍夫電流定律，可得MMC的橋臂電流方程,iipk=i由上式可以得到環(huán)流ik_cir=i理想情況下，環(huán)流應(yīng)該是一個(gè)直流量，其值為直流電流平均值ij_cirik_cir=i由式（2-6）可知，環(huán)流由直流分量izdj，相間環(huán)流izpj2.2.2環(huán)流成分分析按照MMC的數(shù)學(xué)模型，繼續(xù)分析環(huán)流成分。定義電流調(diào)制因數(shù)mi=I上式，Ip為相電流峰值，IEIdc=3mvmi由（2-3）Upk_cur=U2?Upk_cur=U2+進(jìn)而得出輸出相電壓和相電流表達(dá)式vpk=Vipk=Ipsinωt+φ=K相上下橋臂電流表達(dá)式：iku=1ikl=1流過k相上下橋臂瞬時(shí)功率P?Ls2Idc29micosωt+φ對(duì)時(shí)間積分，就可以得到上下橋臂交流分量，求和得W=LsI由式（2-18）可知，相間環(huán)流的成分主要由二倍頻負(fù)序的交流分量與該相的直流電流組成。2.3小結(jié)本章以MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究為基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹子模塊的3種不同工作狀態(tài)，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，最后對(duì)環(huán)流進(jìn)行推導(dǎo)分析，通過演算得出相間環(huán)流成分。

第3章多電平環(huán)流諧振抑制法控制策略3.1調(diào)制策略MMC多電平換流器的調(diào)制能保證系統(tǒng)高效率運(yùn)行，并且能夠使電壓波形質(zhì)量提高，系統(tǒng)損耗降低。在調(diào)制的基礎(chǔ)上，環(huán)流諧振法才有更好的效果。在調(diào)制策略方面，大量的調(diào)制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到MMC中，目前使用最為廣泛的是最近電平逼近和載波移相調(diào)制兩種。NLM調(diào)制策略為了將子模塊電容電壓波動(dòng)維持在可接受的范圍內(nèi)，需要相對(duì)大的模塊電容值，并且還會(huì)影響電容電壓平衡以及環(huán)流控制的動(dòng)態(tài)特性。而CPS-PWM調(diào)制策略具有開關(guān)頻率和功率損耗分布平均、輸出電壓和電流總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)。更適用于船舶MMC-MVDC。CPS-PWM這種調(diào)制策略電平數(shù)少的情況下工作量不大,可以對(duì)調(diào)制波進(jìn)行很好的跟蹤。其原理是SM先與對(duì)應(yīng)的三角載波相位錯(cuò)開2π/N,讓子模塊與正弦調(diào)制波進(jìn)行比較,結(jié)果可以產(chǎn)生SM的脈沖信號(hào),SM的工作狀態(tài)由調(diào)制波控制，控制方法相對(duì)簡單方便。N條載波對(duì)應(yīng)每個(gè)橋臂內(nèi)子模塊，相鄰載波之間相位差為2π/N。3.2環(huán)流抑制策略在前面第一章和第二章已經(jīng)介紹環(huán)流產(chǎn)生機(jī)理。MMC中SM級(jí)聯(lián)個(gè)數(shù)較多，因?yàn)殡娙蓦妷翰▌?dòng)，導(dǎo)致橋臂和母線電壓之間不均衡，一部分環(huán)流就因此產(chǎn)生。3.2.1CCSC策略CCSC控制框圖如圖3.1所示。為了達(dá)到抑制環(huán)流的目的，環(huán)流dq軸分量i2d_ref、i2q_ref取值為零，將通過將實(shí)際量i2d、i2q和參考量i2d_ref、i圖3.1CCSC控制框圖環(huán)流按a-c-b相序流動(dòng)，采用的Tacb/dq為Tacb/dq=23cosθcos?(θ?2π上式θ=2ωt，ω為基波角頻率。逆變換后，環(huán)流也是a-c-b相序流動(dòng)，Tdq/acb=cosθ?sinθcos?(θ?從這個(gè)策略的原理設(shè)計(jì)可以看出，主要是針對(duì)二倍頻環(huán)流分量進(jìn)行抑制，對(duì)二倍頻環(huán)流抑制效果相對(duì)比較理想，但從另一方面來說，對(duì)其他環(huán)流分量抑制就不如人意。并且只是對(duì)三相系統(tǒng)進(jìn)行解耦運(yùn)算，對(duì)更復(fù)雜的系統(tǒng)該算法顯得繁復(fù)，無法滿足實(shí)際應(yīng)用需要。3.2.2基于比例-積分控制的MMC環(huán)流抑制策略比例-積分（proportional-resonant，PR）控制優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)無靜差追蹤，通過抑制策略可以給一個(gè)信號(hào)極點(diǎn)，使得信號(hào)增益無限大。PR控制器由比例環(huán)節(jié)和諧振環(huán)節(jié)兩部分組成，其傳遞函數(shù)如下為：Gs=K?nsKp為比例系數(shù)，K設(shè)計(jì)框圖如下圖3.2基于比例-諧振（PR）控制框圖先設(shè)環(huán)流參考量izj_ref為0，ipj和inj其和取半得環(huán)流izj,izj_ref與i_zj的誤差經(jīng)過PR調(diào)節(jié)得到修正電壓3.2.3基于準(zhǔn)PR控制的環(huán)流抑制策略準(zhǔn)PR控制器的傳遞函數(shù)為G1sKp為比例系數(shù)，Kr為積分系數(shù)，wc為截止頻率，w0為諧振頻率，設(shè)計(jì)框圖如下圖3.3基于準(zhǔn)PR控制器的新型環(huán)流控制框圖準(zhǔn)PR3和PR6的表達(dá)式為G3s正序abc/dq坐標(biāo)變換矩陣為C=23cosωtcos?(ωt?2π33.3準(zhǔn)PR控制器參數(shù)設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)[4]可知，由控制變量法，先將Kr設(shè)為變量，隨著Kr增大，帶寬幾乎不變，諧振頻率處的增益隨之增大，說明準(zhǔn)PR控制器的增益與Kr成正比關(guān)系，Kr主要決定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。再將wc設(shè)為變量，隨w由式（3-5）得G1s=令|G1s|=12得到的2個(gè)頻率差即為帶寬|ω2? 對(duì)上式計(jì)算，準(zhǔn)PR控制器的帶寬為wcπHz。電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為±0.2Hz。取偏差值0.2Hz，設(shè)電網(wǎng)頻率允許波動(dòng)范圍為±0.8Hz，則代入計(jì)算可得到最后控制Kp為變量，隨著Kp增大，諧振頻率處增益基本保持不變，但非諧振頻率處幅值迅速增加，系統(tǒng)相位角隨著Kp3.4本章小結(jié)本章先對(duì)MMC均壓調(diào)制策略進(jìn)行理論介紹，之后在前幾張對(duì)MMC結(jié)構(gòu)分析和建立數(shù)學(xué)模型分析環(huán)流基礎(chǔ)上，通過框圖介紹了幾種環(huán)流諧振抑制策略，給出了PR策略的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)，最后對(duì)準(zhǔn)PR控制器參數(shù)設(shè)計(jì)。

第4章仿真結(jié)果和分析本論文MMC系統(tǒng)在MATLAB/Simulink上進(jìn)行仿真搭建單端MMC逆變。模型主要參數(shù)如下表4.1仿真模型參數(shù)表系統(tǒng)參數(shù)額定值額定直流電壓5kV額定容量4MW受端負(fù)載功率4MW受端負(fù)載頻率50Hz橋臂子模塊數(shù)5子模塊電容4mF橋臂電抗器電感5mH4.1未加入環(huán)流抑制模塊圖4.1.2未加環(huán)流抑制MMC輸出三相電壓和三相電流圖4.1.3未加入環(huán)流抑制時(shí)諧波分析圖4.1.4未加入環(huán)流抑制時(shí)開關(guān)頻率開關(guān)頻率ω=8/0.01=800Hz圖4.1.5未加入環(huán)流抑制時(shí)環(huán)流4.2加入CCSC模塊

圖4.2.2加入CCSC輸出三相電壓和三相電流圖4.2.3加入CCSC控制時(shí)諧波分析圖4.2.4加入ccsc控制時(shí)開關(guān)頻率開關(guān)頻率ω=15/0.02=750Hz圖4.2.5加入CCSC時(shí)環(huán)流4.3加入比例諧振模塊圖4.3.2加入比例諧振控制MMC輸出三相電壓和三相電流圖4.3.3加入比例諧振控制時(shí)諧波分析圖4.3.4加入比例諧振控制時(shí)開關(guān)頻率開關(guān)頻率ω=15/0.02=750Hz圖4.3.5加入比例諧振控制時(shí)環(huán)流4.4加入準(zhǔn)比例諧振模塊圖4.4.2加入準(zhǔn)比例諧振控制MMC輸出三相電壓和三相電流圖4.4.3加入準(zhǔn)比例諧振控制時(shí)諧波分析圖4.4.4加入準(zhǔn)比例諧振控制時(shí)開關(guān)頻率開關(guān)頻率ω=7/0.01=700Hz圖4.4.5加入準(zhǔn)比例諧振控制時(shí)環(huán)流未加環(huán)流抑制時(shí)候，三相橋臂環(huán)值范圍為９０～３９0A，加入CCSC后，橋臂環(huán)流值范圍約為１５０～３０５A(chǔ)，加入比例諧振環(huán)節(jié)值范圍約為１０５～２７０A，加入準(zhǔn)比例積分環(huán)節(jié)峰范圍約為２００～３００A，經(jīng)過比較可得，加入環(huán)流諧振抑制環(huán)節(jié)后，諧波含量THD可看出由原來的27.4%，加入CCSC之后降為15.93%，加入比例諧振環(huán)節(jié)之后將為9.52%，加入準(zhǔn)比例諧振環(huán)節(jié)之后將為5.8%。開關(guān)頻率由原來的800Hz,加入CCSC降為750Hz，加入比例諧振環(huán)節(jié)將為750Hz，準(zhǔn)比例積分環(huán)節(jié)降為700Hz。在0.2s各環(huán)流抑制環(huán)節(jié)作用后，比較各圖的環(huán)流大小范圍也是發(fā)現(xiàn)是準(zhǔn)比例諧振效果更佳。

第5章總結(jié)與展望本文先對(duì)MMC的子模塊，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，數(shù)學(xué)模型，以及環(huán)流機(jī)理進(jìn)行理論分析。再對(duì)本論文均壓調(diào)制策略進(jìn)行簡要介紹分析，之后重點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng)MMC環(huán)流抑制策略，比例諧振環(huán)流抑制策略，以及準(zhǔn)比例諧振環(huán)流抑制策略進(jìn)行重點(diǎn)介紹，最后搭建MMC系統(tǒng)，這三種環(huán)流抑制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證，通過比較得出準(zhǔn)比例諧振環(huán)流抑制策略對(duì)環(huán)流抑制效果最佳，傳統(tǒng)MMC環(huán)流抑制策略效果相對(duì)最不理想。此外比例環(huán)流諧振抑制還可以減少損耗，延長器件使用壽命，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。多電平換流器作為第三代直流輸電技術(shù)的重要相關(guān)技術(shù)，和我國電網(wǎng)規(guī)劃相契合，全國人大在“十四五”規(guī)劃中表明，“十四五”是實(shí)現(xiàn)十九屆五中全會(huì)提出“碳排放達(dá)峰后穩(wěn)中有降”目標(biāo)的突破時(shí)期。隨著新能源風(fēng)能，光伏發(fā)電等技術(shù)發(fā)展，多電平換流器的柔性直流電網(wǎng)在我國能源革命階段中將發(fā)揮越來越顯著的作用。本論文研究的MMC環(huán)流如何抑制問題，是模塊化多電平換流器應(yīng)用研究重點(diǎn)，本文對(duì)單端模塊化多電平換流器系統(tǒng)情況下，對(duì)三種環(huán)流諧振法進(jìn)行比較，并得出相關(guān)結(jié)論。研究深度離復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)工程應(yīng)用還有一段距離。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文撰寫過程中，通過大量查閱文獻(xiàn)和網(wǎng)上資料收集，再一步一步對(duì)資料分析研究和對(duì)比，慢慢地我從開始對(duì)課題的一無所知到略有掌握，一直到現(xiàn)在的論文完成。理論部分收集完成后，在MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行部分，我認(rèn)識(shí)到了從理論到實(shí)踐的差距，通過對(duì)各個(gè)方案的比較，我更能體會(huì)到各個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)研究過程中，都有老師和同學(xué)的交流和幫助，對(duì)他們我倍感感激。相信通過這次較為復(fù)雜的專業(yè)課題研究，我對(duì)柔性直流輸電技術(shù)的前沿發(fā)展不像之前一樣毫無了解，在這段時(shí)間里掌握的研究方法和培養(yǎng)的自主學(xué)習(xí)能力，對(duì)我以后的工作和學(xué)習(xí)都有很大的意義。

參考文獻(xiàn)[1]屠卿瑞，徐政，管敏淵，等.模塊化多電平換流器環(huán)流抑制控制器設(shè)計(jì)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2010,34（18）:57-61,83.[2]楊曉峰,鄭瓊林.基于MM