李 凯 赵争鸣 袁立强 鲁思兆

（1. 清华大学电机系 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室 北京 100084 2. 昆明理工大学电力工程学院 昆明 650504）

基于能量平衡的降低模块化多电平变换器子模块电容电压波动控制策略

李 凯1赵争鸣1袁立强1鲁思兆2

（1. 清华大学电机系 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室 北京 100084 2. 昆明理工大学电力工程学院 昆明 650504）

电容器是模块化多电平变换器（MMC）子模块的关键部件，降低子模块电容电压波动是提高电容器可靠性和降低变换器成本的双重要求。首先分析不同环流对MMC电容电压波动的影响，指出注入典型2次环流是降低电容电压波动和减少器件损耗较好的折中方案。然后，在介绍已有基于工频周期的能量平衡控制策略基础上，提出基于控制周期的能量平衡控制策略，在达到注入典型2次环流降低MMC电容电压稳态波动的同时又能取得较好的暂态性能。所提出的基于能量平衡的控制策略，与常规PI控制器相比避免了繁琐的参数整定过程，并适应各种工况。最后，通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。

模块化多电平变换器 环流 电容电压波动 能量平衡

Keywords：Modular multilevel converter, circulating current, capacitor voltage fluctuation, energy balance

0 引言

自从模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter, MMC）的拓扑被提出以来[1]，与MMC相关的学术研究和工业应用方兴未艾。模块化的理论和方法是现代大工业生产的基础[2]，模块化也是MMC的核心竞争力，它使得MMC输出电压的电平数可任意扩展，从而满足高压直流输电等应用场合对高压大容量的需求[3]；……