基于容量与电压阈值的MMC功率运行区分析与环流控制策略

本文主要探讨了模块化多电平换流器（MMC）的功率运行区域分析以及环流切换控制策略。MMC作为一种在高压直流输电系统中表现出色的拓扑结构，因其优点如无需额外滤波器、高运行效率和灵活的无功调节能力而受到广泛关注。作者首先对MMC的动态特性和控制机制进行了深入分析，提出了一个确定功率运行区域的方法，该方法基于系统的额定容量、电容电压的波动阈值以及最大瞬时调制比。这种方法旨在优化子模块电容的选择，防止过度冗余设计，提高系统的经济性和性能。 文中着重对比了在不同子模块电容配置下，环流抑制和环流注入控制策略的效果。环流控制是MMC运行中的关键问题，它直接影响到系统的稳定性和效率。通过对比分析，作者发现根据功率运行区域划分，能够更有效地选择合适的环流控制策略，确保在各种工作条件下都能实现最优的运行状态。 为了进一步提升控制策略的实用性，文章还引入了一种基于电压预测的环流控制器。这种控制器可以根据预先分析的功率运行区域，实时调整环流控制模式，使其在不同的工作点下能够进行有效的切换，提高了系统的响应速度和控制精度。 作者通过仿真研究了一种单一桥臂子模块数为20的MMC系统，实验结果有力地验证了提出的功率运行区域分析方法以及环流切换控制策略的有效性和准确性。这些研究成果对于优化MMC的设计、提高其在实际应用中的性能，以及减少不必要的冗余都有重要意义。 本论文为模块化多电平换流器的控制策略提供了新的理论基础和技术支持，对于MMC在高压直流输电系统中的广泛应用具有重要的指导作用。