龚青苑，姚文熙，吕征宇

（浙江大学电气工程学院，杭州 310027）

基于串联结构的模块化组合变换器，如模块化多电平变换器 MMC（modular multilevel converter）等，具有模块化设计、输出谐波特性好、冗余容错等优点，适用于中、高压场合[1]。然而，这类变换器含有多个子模块SM（submodule），且每个子模块的控制都需要高压电气隔离，导致控制系统设计较为困难。

针对这类变换器的控制系统，已有学者提出了多种方案。其中，控制系统的整体架构一般可分为以下3类：①单控制器系统[2-3]，控制器通过光纤直接控制各个子模块，控制较为简单，但是每路信号都需要一根光纤，不适用于模块数较多的情况；②两级式控制系统[4-5]，包含1个主控制器与多个子模块控制器，每个子模块都需要一个控制器，两级式系统实现了模块化设计，便于扩展；③三级式控制系统[6-9]，包含站级、桥臂级、子模块级3种控制器，每级控制器各承担一部分控制任务以减轻通信压力，可扩展性最强，能够同时控制数百个子模块，但是控制器数量多，控制时序复杂。

本文在两级式控制系统基础上，提出一种子模块分组控制的方案：每个子模块控制器通过光耦隔离同时控制相邻的多个子模块，形成一个模块组，从而减少控制系统所需的控制器和光纤数量。在此基础上，本文提出一种从组内多个子模块电容取电的冗余辅助电源方案，提高控制器的供电可靠性。根据本文提出的两级分组控制系统搭建一台谐振式模块化多电平直流变换器[10-11]RMMDC（resonant modular multilevel DC/DC converter）样机，样机实验结果验证所提出控制系统的有效性。……