许建中，郭裕群，何智鹏，徐 莹，赵成勇

(1.华北电力大学 新能源电力系统国家重点实验室，北京 102206；2. 南方电网科学研究院有限责任公司，广东 广州 510080)

模块化多电平换流器阀基主动均压控制策略研究

许建中1，郭裕群1，何智鹏2，徐 莹1，赵成勇1

(1.华北电力大学 新能源电力系统国家重点实验室，北京 102206；2. 南方电网科学研究院有限责任公司，广东 广州 510080)

模块化多电平换流器阀臂中子模块IGBT的平均开关频率和电容电压纹波幅值具有相互耦合的特性，如何在保证纹波幅值不超标的情况下精确定量控制IGBT的平均开关频率具有重要的理论和工程意义。基于此提出一种MMC阀基主动控制策略。首先，基于一种改进的电容均压排序算法和其子模块电容电压纹波幅值与IGBT平均开关频率的数学关系，为基于PI控制器的主动均压策略提供输出阈值的设计准则；其次，设计了一种在线测量IGBT平均开关频率的模块，可以实现开关频率的划窗式动态测量；进而，提出了定量控制IGBT平均开关频率的闭环控制器。最后，为证明所提出频率控制方法的有效性，在PSCAD/EMTDC中搭建了双端401电平MMC-HVDC系统分别针对稳态、潮流翻转以及严重交、直流故障情况验证了所提出的MMC阀基主动均压控制策略鲁棒性和工程适用性。

模块化多电平换流器；新型排序均压算法；IGBT平均开关频率；子模块电容电压纹波幅值；PI控制器

0 引 言

模块化多电平换流器自2003年由Marquart 和Lesinicar提出以后就备受关注[1-2]。目前世界上在建的柔性直流输电工程多数采用了模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)或者其类似结构[3]。……