基于MATLAB的11电平三相MMC并网仿真研究

资源摘要信息:"模块化多电平变流器（MMC，Modular Multilevel Converter）是一种应用于高压直流输电系统中的电力电子装置，由于其模块化结构和电平数可扩展性，它能在中高压等级下实现电能转换，并具有较低的谐波含量、较高的电能质量和功率容量。本文将详细介绍如何使用MATLAB和Simulink软件对11电平三相MMC逆变器进行并网仿真，以及仿真中使用的载波移相调制技术、双闭环矢量控制、环流抑制控制和子模块电容电压均衡控制方法。 首先，MMC的结构由多个子模块串联构成，每个子模块包含一对电力电子开关和一个电容器，这些子模块级联后能够提供多电平的电压输出。这种结构使得MMC逆变器能够适用于高电压、大功率的应用场景。 在仿真中采用的载波移相调制（Carrier Phase-Shifted PWM，CPSPWM）是一种用于多电平变流器的高级调制技术，能够生成近似正弦波形的输出波形，并将功率开关的开关频率分布在多个子模块上，有效降低开关损耗和电磁干扰。 双闭环矢量控制是一种常用于交流电机控制的算法，它通过将电机电流分解为与转子磁场同步旋转的直轴电流（id）和交轴电流（iq），进而实现对电机磁场和转矩的独立控制。在本文中，双闭环矢量控制被用于逆变器输出电流的精确控制。 环流抑制控制是针对MMC内部环流的一种控制策略，由于MMC的子模块在物理上是相互独立的，环流的出现可能会影响各子模块电容电压的均衡和系统的稳定性，因此需要特别设计控制算法来抑制这种内部环流。 子模块电容电压均衡控制是为了确保MMC内部所有子模块的电容电压维持在一个稳定的范围内，避免因电压偏差过大导致的电能质量下降或设备损坏。此控制策略需要实时监测和调节每个子模块的电容电压，确保整个系统的可靠性。 在本文的仿真设置中，直流侧采用理想直流源，这意味着直流侧能够提供恒定的电压和电流输出，保证了逆变器输出功率的稳定性和可靠性。 通过MATLAB和Simulink软件环境，可以轻松地搭建 MMC 逆变器的仿真模型，对上述控制策略进行验证和分析。这种仿真手段不仅提高了研究和开发效率，而且在实际应用前对系统的性能进行了全面的预测和评估。" 以上内容针对所给定的文件信息，深入阐述了MMC、载波移相调制、双闭环矢量控制、环流抑制控制和子模块电容电压均衡控制的概念及在三相MMC逆变器并网仿真中的应用，并解释了MATLAB和Simulink在此过程中的关键作用。