王明东， 周 威， 李晓蕾， 李忠文， 王子胥

(1.郑州大学 电气工程学院，河南 郑州 450001； 2.国家电网河南省电力公司，河南 郑州 450046； 3.华北水利水电大学 电力学院，河南 郑州 450045)

0 引言

随着新能源战略的大力推进，风力发电开发力度不断加大，且拥有广阔的发展前景。海上风电几乎不占用土地资源且设备利用率高，因此许多临海国家正在积极探索海上风电发展之路。海上风电系统中至关重要的一环便是电力输送，目前常用的输电技术为高压交流输电(HVAC)和高压直流输电(HVDC)以及分频输电技术(fractional frequency transmission system，FFTS)。HVAC因电缆电容充电电流限制距离，仅适用于小规模近距离海上风电场。HVDC中直流断路器无法应用成熟的灭弧技术，且需要海上换流站。而FFTS可采用传统交流断路器，并使用更低的频率来提高输电能力[1]，成为大规模远距离海上风电场的更佳选择。FFTS的核心在于变频装置，继模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)应用于交-交变频系统[2-3]后，模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter，MMMC)采用级联式结构，在低频大容量场合更具优势[4]，且在子模块发生故障时具有更好的容错性能[5]。因其具有谐波含量低且无须额外的充电电路的优点，目前国内外对MMMC的应用主要集中在输配电系统的电压质量优化以及电动汽车充电领域[6-7]。

由于MMMC桥臂电流为输入电流分量和输出电流分量以及内部环流分量的叠加，成分较为复杂，因此桥臂电流的控制较为困难。MMMC桥臂电流的常用控制方法为直接控制法，文献[8-10]采用桥臂电流直接控制法对MMMC进行控制，事实上桥臂电流直接控制可等效为比例控制，但需忽略交流电源电压和子模块电容电压在开关周期内的变化。……