周国威

(东北电力大学电气工程学院，吉林 吉林 132012)

1 引言

随着近年来电力电子技术的高速发展，基于电力电子技术的电力器件、控制策略等呈多元化发展，其中轻型直流输电技术在电力系统中的应用发展最为迅速。在轻型直流输电系统中，基于全控型电力电子器件(IGBT等)和PWM技术的电压源型换流器(Voltage Source Converter，即 VSC)得到广泛应用和快速发展[1，2]。由于轻型直流输电系统能够独立有效控制有功功率和无功功率，并且可在无源逆变方式下运行工作，因此相比传统直流输电系统而言，其更易进行模块化设计和构成并联的多端直流输电系统。

轻型直流输电系统中原有换流器存在固有缺陷，为了弥补缺陷并提高换流器的性能，直流系统广泛采用两电平或三电平换流器。考虑到单器件耐压水平和容量有限，将若干功率器件通过串并联，就可以实现大功率应用。但是该方法输出特性较差，因此该方法要求开关器件固有参数和运行环境具有一致性。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，简称MMC)的发展和应用，使得上述存在的问题能够有效解决。德国学者提出“MMC”的概念[3，4]，其基本原理是子模块电压叠加得到电压输出，该输出谐波量少，因此适用在轻型直流输电系统中。Trans Bay Cable工程是基于MMC的直流输电工程，其额定功率为400MW;同时亚洲首条轻型直流输电示范工程，也于2011年在上海南汇风电场投入运行，其运行的电压等级为±30kV，其输送容量达到 20MW[5，6]。

首先介绍MMC基本工作原理，考虑到换流器固有特性，在此基础上建立MMC的等效模型，并提出一种改进的环流控制策略，最后在Matlab/Simulink中对该控制策略进行仿真验证。……