李硕，张卓阳，杨立滨，凌志斌

（1.上海交通大学电气工程系 上海 200240；2.国网青海省电力公司电力科学研究院，青海 西宁 810000）

模块化多电平变流器控制系统设计

李硕1，张卓阳1，杨立滨2，凌志斌1

（1.上海交通大学电气工程系 上海 200240；2.国网青海省电力公司电力科学研究院，青海 西宁 810000）

分析了模块化多电平变流器控制系统的特点及其要求，并设计了满足实时性和一致性要求的控制系统。控制系统采取两级架构，主控制器采取DSP+FPGA构架，子模块控制器采取FPGA控制，两者之间采用高速工业光纤进行控制指令和数据的传输。设计实现了载波移相调制功能，并对控制系统的实时性与一致性进行分析和实验验证。

模块化多电平换流器；控制系统；实时性

当前，无功发生器（SVG）、高压变频器和高压链式储能系统采用的级联H桥结构，以及在柔性高压直流输电应用的MMC-HVDC结构，均属于模块化多电平变流器。其共性的一点在于不同模块之间电位不同，不同子模块控制系统之间以及主控制器与子模块控制器之间电气上相互隔离，隔离电压达到10～35 kV。模块化多电平换流器的正常工作需要主控制器与子模块控制器的协调配合，控制器发送的控制指令能否始终及时被子控制器接受并产生所需的严格的控制、驱动和反馈时序决定着整个系统能否可靠运行。为此，必须保证主控制器与子模块控制器通信的实时性，以及各个子模块通信的一致性，即上位机从发送控制指令到每个子模块接收并产生驱动信号的延迟时间尽可能短且接近一致。……