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链式SVG新型直流电压均衡控制方法 被引量:9
1
作者 王廷凰 查晓明 《电力电容器与无功补偿》 2011年第2期26-30,54,共6页
链式SVG采用基本的H—桥链式结构,由于单元直接串联,各自直流电容存在的电压均衡控制问题是整个装置安全可靠运行的关键。笔者构建了H—桥逆变器直流电源的下垂特性,并在此基础上实现链式多电平SVG直流电压均衡控制方法,并对该方法进行... 链式SVG采用基本的H—桥链式结构,由于单元直接串联,各自直流电容存在的电压均衡控制问题是整个装置安全可靠运行的关键。笔者构建了H—桥逆变器直流电源的下垂特性,并在此基础上实现链式多电平SVG直流电压均衡控制方法,并对该方法进行了初步的理论推导、仿真及±4.33 Mvar链式SVG的工程应用验证,证明了该方法的有效性和可行性,为链式SVG的研究和发展提供了基本保障和良好的平台,同时为其他链式结构电力变换装置提供了巨大的参考价值。 展开更多
关键词 链式SVG 直流电容电压 均衡控制 下垂特性
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基于映射策略的MMC电容电压平衡控制算法 被引量:6
2
作者 郭滨鹏 粟时平 +2 位作者 付航 黄华钦 周路平 《电力电容器与无功补偿》 北大核心 2019年第5期157-163,共7页
本文提出了一种新的应用于模块化多电平换流器(MMC)电容电压(CV)平衡的策略。电容电压平衡是MMC应用中面临的主要问题,通常采用全桥臂控制方法解决。采用此方法,根据子模块电压对其排序是必不可少的。然而,随着子模块的增长,这些算法的... 本文提出了一种新的应用于模块化多电平换流器(MMC)电容电压(CV)平衡的策略。电容电压平衡是MMC应用中面临的主要问题,通常采用全桥臂控制方法解决。采用此方法,根据子模块电压对其排序是必不可少的。然而,随着子模块的增长,这些算法的执行时间和计算工作量将迅速增加。本文提出了一种新的思路,通过使用映射策略,直接根据测量的电容电压将子模块存储在排序列表中。避免使用排序算法,使执行时间和计算工作量显著减少。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 电容均压 冒泡排序算法 映射策略 执行时间
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采用载波移相技术的模块化多电平换流器电容电压平衡控制 被引量:227
3
作者 赵昕 赵成勇 +2 位作者 李广凯 饶宏 黎小林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第21期48-55,共8页
模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)是应用于电压源换流器直流输电(voltage sourceconverter-high voltage DC,VSC-HVDC)的新型多电平换流器拓扑。该文介绍了MMC的拓扑结构及相应的工作原理。针对该新型换流器拓扑... 模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)是应用于电压源换流器直流输电(voltage sourceconverter-high voltage DC,VSC-HVDC)的新型多电平换流器拓扑。该文介绍了MMC的拓扑结构及相应的工作原理。针对该新型换流器拓扑的特点及其在高压直流输电领域中的应用,提出一种新颖的适用于模块化多电平换流器的载波移相调制策略(carrier phase-shifted SPWM,CPS-SPWM)。与其他调制策略相比,该策略动态调节能力强,且使MMC在较低开关频率的同时,亦具有良好的谐波特性。换流器中子模块的电容电压平衡问题,是MMC亟待解决的难点之一。该文根据子模块能量均分和电压均衡两种原则,结合换流器拓扑结构特点和调制策略,提出一种子模块电容电压平衡控制策略,有效确保各子模块电容电压处于相同的动态变化范围。仿真结果验证了所提策略的正确性与有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 高压直流输电 载波移相调制技术 环流 电容电压平衡
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新型多电平VSC子模块电容参数与均压策略 被引量:182
4
作者 丁冠军 丁明 +1 位作者 汤广福 贺之渊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第30期1-6,共6页
通过深入分析一种新型电压源换流器(voltage source converter,VSC),即模块化多电平VSC的本质工作机制,从换流器桥臂功率脉动与能量脉动角度,结合子模块电压纹波系数,对其子模块电容参数进行合理设计;并针对其关键的各子模块电容电压均... 通过深入分析一种新型电压源换流器(voltage source converter,VSC),即模块化多电平VSC的本质工作机制,从换流器桥臂功率脉动与能量脉动角度,结合子模块电压纹波系数,对其子模块电容参数进行合理设计;并针对其关键的各子模块电容电压均衡问题,提出一种切实、可行的均压策略,有效确保了各子模块电容电压处在相同的等级范围,各功率半导体器件承受相同的应力;同时也给出一种简单且有效的子模块电容预充电策略,与传统通过交流系统为电容充电方式所不同的是,此预充电策略控制灵活,无需采用抑制冲击电流的限流电阻,并且可以使VSC具有一定的"黑启动"能力。通过仿真较好地验证了上述各种策略。 展开更多
关键词 模块化多电平电压源换流器 高压直流输电 子模块 电容参数设计 电容均压 预充电
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一种新的基于混合空间矢量调制的三电平逆变器直流侧电容电压平衡研究 被引量:38
5
作者 范必双 谭冠政 +1 位作者 樊绍胜 邓泽林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第27期135-141,193,共7页
针对二极管中点钳位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器容易造成直流侧电容电压不平衡问题,提出一种新的中点电位平衡控制方法。在该方法中,采用分扇区精细控制,对不同的小矢量设置不同的时间分配因子,以增加相应正或负小矢量... 针对二极管中点钳位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器容易造成直流侧电容电压不平衡问题,提出一种新的中点电位平衡控制方法。在该方法中,采用分扇区精细控制,对不同的小矢量设置不同的时间分配因子,以增加相应正或负小矢量对中点电流的控制能力。对于正负小矢量不能成对出现的扇区,根据相电流的变化情况,使调制在传统算法和基于虚拟矢量的算法之间切换,从而削弱中矢量对中点电流不可控的影响。仿真和实验证实了该方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 三电平逆变器 虚拟矢量 混合空间矢量调制 电容电压平衡 时间分配因子
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基于欧拉-拉格朗日模型的模块化多电平换流器的无源控制 被引量:27
6
作者 蔡新红 赵成勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期224-232,共9页
为了均衡MMC各个子模块的电容电压,在采用载波移相调制方式的基础上,对传统的电容电压平衡方法进行了改进。通过在排序前依据桥臂电流方向引入不同的保持系数,使欲投入的子模块保持原来的状态,降低了开关器件的开关频率。对于MMC的控制... 为了均衡MMC各个子模块的电容电压,在采用载波移相调制方式的基础上,对传统的电容电压平衡方法进行了改进。通过在排序前依据桥臂电流方向引入不同的保持系数,使欲投入的子模块保持原来的状态,降低了开关器件的开关频率。对于MMC的控制,基于MMC两相旋转d-q坐标系的欧拉-拉格朗日EL数学模型和无源性,通过阻尼注入方法,提出了一种由状态期望稳定平衡点、状态及状态误差设计无源控制规律的新方法,并用该方法设计了无源控制器。该控制器可实现MMC-HVDC系统有功功率和无功功率的解耦控制,使MMC具有较好的动静态性能。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了21电平MMC-HVDC系统的仿真模型,仿真结果表明,改进的电容电压平衡控制方法和无源控制器是有效的。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 子模块 电容电压均衡 欧拉-拉格朗日数学模型 无源控制
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基于电压补偿分量注入的单相级联H桥整流器载波调制与电容电压平衡方法 被引量:20
7
作者 王顺亮 宋文胜 冯晓云 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期3117-3123,共7页
无工频牵引变压器技术是实现高速列车轻量化的手段之一。该文首先分析了无工频变压器电力牵引传动系统前端级联H桥整流器的工作原理,以及开关状态和网侧电流对直流侧电容充放电的影响。针对级联H桥整流器电容电压平衡问题,为了实现负载... 无工频牵引变压器技术是实现高速列车轻量化的手段之一。该文首先分析了无工频变压器电力牵引传动系统前端级联H桥整流器的工作原理,以及开关状态和网侧电流对直流侧电容充放电的影响。针对级联H桥整流器电容电压平衡问题,为了实现负载严重不对称情况下直流侧电容电压快速平衡的控制目标,以传统的载波移相脉宽调制方法为基础,提出了一种基于电压补偿分量注入的载波移相脉宽调制算法。考虑负载不平衡度很大的恶劣情况,对该算法的电压补偿分量进行设计与定量计算,并针对该算法多个H桥级联拓扑的应用进行了理论扩展。计算机仿真和半实物实验都验证了该算法的有效性和正确性。 展开更多
关键词 级联H桥整流器 单相 负载不平衡 电容电压平衡 电压分量注入
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采用载波移相调制的模块化多电平换流器损耗一致性分析 被引量:17
8
作者 周莹坤 齐磊 +3 位作者 崔翔 余沸颖 赵国亮 乔尔敏 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期100-106,共7页
阐述了模块化多电平换流器的基本工作原理和损耗数值计算方法,应用PLECS仿真软件针对半桥子模块结构,分析了载波移相调制下不同均压、环流抑制方式下的子模块损耗特性,认为在不影响换流器工作状态的前提下,使用能量均衡法均压以及使用... 阐述了模块化多电平换流器的基本工作原理和损耗数值计算方法,应用PLECS仿真软件针对半桥子模块结构,分析了载波移相调制下不同均压、环流抑制方式下的子模块损耗特性,认为在不影响换流器工作状态的前提下,使用能量均衡法均压以及使用三相解耦二次谐波环流抑制算法进行环流抑制时,各子模块损耗分布一致性更高,整体损耗率更低。通过比较,还发现不同工况下的子模块损耗一致性接近。最后,对比了载波移相调制与最近电平控制调制方式下的损耗一致性,认为载波移相调制下子模块损耗一致性更高。 展开更多
关键词 载波移相调制 模块化多电平换流器 损耗计算 电容电压均衡 环流抑制
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HVDC系统中MMC换流器控制策略研究 被引量:12
9
作者 曹乐萌 赵巧娥 +1 位作者 高金城 李奕凯 《智慧电力》 2017年第10期31-36,共6页
针对模块化多电平换流器动态跟踪性能和均压控制方面的研究与优化,首先建立了MMC的数学模型,通过引入内模控制与比例积分控制完成了其双闭环控制器的设计,然后基于最近电平逼近控制用快排Partition算法优化了电容电压均衡控制方法。最后... 针对模块化多电平换流器动态跟踪性能和均压控制方面的研究与优化,首先建立了MMC的数学模型,通过引入内模控制与比例积分控制完成了其双闭环控制器的设计,然后基于最近电平逼近控制用快排Partition算法优化了电容电压均衡控制方法。最后在Matlab/Simulink中搭建两端MMC-HVDC模型进行仿真,结果表明所提出的控制策略具有良好的动态性能和鲁棒性,并且能够在均压的同时提高排序效率。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 内模控制 比例积分控制 电容均压 快排Partition算法
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容量偏差对超级电容储能的影响及解决方案 被引量:9
10
作者 田华亭 张勇 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期30-33,共4页
分析了容量偏差率对串联超级电容模块储能的影响,比较了采取均压措施前后超级电容模块的储能,鉴于现有均压方法存在的问题,设计了一套简单实用的超级电容电压均衡电路,并进行了仿真分析。结果显示:采用电压均衡措施后使储能提高了37%。... 分析了容量偏差率对串联超级电容模块储能的影响,比较了采取均压措施前后超级电容模块的储能,鉴于现有均压方法存在的问题,设计了一套简单实用的超级电容电压均衡电路,并进行了仿真分析。结果显示:采用电压均衡措施后使储能提高了37%。所设计电路能够在2s内实现对电压的均衡,均衡精度约为4%,能有效解决超级电容充电时的均压问题。 展开更多
关键词 容量偏差率 超级电容 电压均衡 均衡电路设计
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高压保护开关缓冲电路参数优化设计
11
作者 李志恒 马少翔 +4 位作者 张鸿淇 朱帮友 张明 于克训 潘垣 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期58-69,共12页
目前的高压保护开关缓冲电路参数设计缺乏相关理论设计方法,同时缓冲电路方案由于设计过程中并未考虑分布电容影响,因此均为等参数设计方案,这种方法均压效果不够理想。为了解决目前参数设计中存在的问题,首先建立了含缓冲电路和杂散电... 目前的高压保护开关缓冲电路参数设计缺乏相关理论设计方法,同时缓冲电路方案由于设计过程中并未考虑分布电容影响,因此均为等参数设计方案,这种方法均压效果不够理想。为了解决目前参数设计中存在的问题,首先建立了含缓冲电路和杂散电感的MOSFET模型并对其关断过程进行了分析,从而得到了抑制电压尖峰的缓冲电路理论设计方法及表达式。针对串联均压未考虑分布电容的问题,通过构造等电位点,建立了含有分布电容的等效电路并进行分析,根据电荷方程等式得到了缓冲电路非等参数设计方法及表达式,该参数设计方法可以补偿分布电容造成的电压分布不均,并更好地指导高压保护开关的均压方案设计。为了验证参数设计的合理性进行了仿真分析,结果表明,最终得到的整体设计方案可以满足尖峰抑制以及均压的设计要求。 展开更多
关键词 高压开关 缓冲电容 缓冲电阻 分布电容 均压
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一种新型模块化多电平换流器调制策略研究 被引量:6
12
作者 谭玉茹 苏建徽 《电气传动》 北大核心 2012年第3期27-30,共4页
介绍了适用于轻型直流输电系统(VSC-HVDC)的模块化多电平换流器(MMC)拓扑结构及原理,并提出一种适用于MMC的新型移相载波调制策略(CPS-SPWM)。基于MMC的能量均衡和电压平衡问题,还提出了和调制策略相协调的电容电压均衡控制方法,最后通... 介绍了适用于轻型直流输电系统(VSC-HVDC)的模块化多电平换流器(MMC)拓扑结构及原理,并提出一种适用于MMC的新型移相载波调制策略(CPS-SPWM)。基于MMC的能量均衡和电压平衡问题,还提出了和调制策略相协调的电容电压均衡控制方法,最后通过Matlab/Simulink搭建了MMC仿真模型,结果证明所提出的控制方法可以有效地平衡换流器子模块的电容电压,并且保证MMC外部输出良好的交流电压和电流。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 高压直流输电 电容电压均衡 移相载波PWM调制策略
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基于模型预测控制的级联式模块化多电平换流器控制策略
13
作者 王春霖 赵涛 +2 位作者 徐友 陈静 孙权 《电气自动化》 2023年第5期53-56,共4页
针对传统的模块化多电平换流器控制策略过于依赖控制器参数整定,以及传统的模型预测控制中存在权重因子选取困难等问题,提出一种基于模型预测控制的模块化多电平换流器多目标级联式控制策略,对多个控制目标逐级独立优化实现输出电流控... 针对传统的模块化多电平换流器控制策略过于依赖控制器参数整定,以及传统的模型预测控制中存在权重因子选取困难等问题,提出一种基于模型预测控制的模块化多电平换流器多目标级联式控制策略,对多个控制目标逐级独立优化实现输出电流控制、桥臂环流控制以及子模块均压控制。控制策略在避免权重因子选取的同时还兼顾良好的控制效果。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证了所提策略的有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 模型预测控制 级联式控制 环流抑制 电容电压平衡
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一种新型混合式七电平逆变器 被引量:2
14
作者 张云雷 王群京 胡存刚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期48-58,共11页
为了提高多电平逆变器输出电平数,并降低器件的数量,提出了一种混合七电平逆变器主电路,并分析了主电路的工作原理。和几种典型的七电平逆变器拓扑比较,所提出的七电平逆变器在开关器件数量、悬浮电容数量以及效率方面具有明显优势。为... 为了提高多电平逆变器输出电平数,并降低器件的数量,提出了一种混合七电平逆变器主电路,并分析了主电路的工作原理。和几种典型的七电平逆变器拓扑比较,所提出的七电平逆变器在开关器件数量、悬浮电容数量以及效率方面具有明显优势。为了实现对悬浮电容电压和直流母线电容电压的控制,研究了基于空间矢量选择的调制策略,并得出了电容电压的可控区域。最后,所提出七电平逆变器的工作原理的正确性和电容电压平衡控制策略的有效性在搭建了仿真平台和硬件实验平台中得到了进一步的验证。 展开更多
关键词 混合级联式逆变器 七电平逆变器 空间矢量脉宽调制 电容电压平衡
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模块化多电平换流器装置级控制器的设计 被引量:1
15
作者 谭玉茹 苏建徽 《低压电器》 北大核心 2011年第17期28-31,共4页
介绍了模块化多电平换流器的结构及原理,并搭建了数学模型。基于MMC的电容电压波动和环流问题,设计了MMC的装置级控制器。最后,通过Matlab/Simulink搭建了包含该控制器的MMC仿真模型。结果证明,该控制方法可有效地平衡换流器子模块的电... 介绍了模块化多电平换流器的结构及原理,并搭建了数学模型。基于MMC的电容电压波动和环流问题,设计了MMC的装置级控制器。最后,通过Matlab/Simulink搭建了包含该控制器的MMC仿真模型。结果证明,该控制方法可有效地平衡换流器子模块的电容电压及抑制内部环流,并且不会对MMC外部输出的交流电压和电流产生负面影响。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 电容电压均衡 环流抑制
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基于两电平级联的柔性高压直流输电控制策略研究 被引量:1
16
作者 袁思远 《电器与能效管理技术》 2014年第22期38-43,共6页
介绍了多种换流器结构在柔性高压直流输电系统(VSC-HVDC)中的应用,阐述了基于两电平级联结构的换流器拓扑结构及工作原理,在此基础上提出相应的调制方式和系统控制策略,并建立了仿真模型对控制策略进行验证。
关键词 柔性高压直流输电 两电平级联 控制策略 电容电压均衡
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最值函数算法下MMC电容电压优化平衡控制策略 被引量:1
17
作者 马坤田 李华 +1 位作者 郝悦 徐宇 《现代电子技术》 2021年第11期160-163,共4页
现行的MMC-HVDC工程中,换流器的电容均压大多采取排序类算法,但此算法下,每个控制周期重新排序后,都会对子模块进行大量的重新投切,子模块的投切状态更改频繁。针对现行MMC-HVDC工程中排序算法高额开关频率的问题,采用基于最值函数的电... 现行的MMC-HVDC工程中,换流器的电容均压大多采取排序类算法,但此算法下,每个控制周期重新排序后,都会对子模块进行大量的重新投切,子模块的投切状态更改频繁。针对现行MMC-HVDC工程中排序算法高额开关频率的问题,采用基于最值函数的电容电压平衡控制算法,根据NLM调制方式的特性,对当前周期与上一周期上、下桥臂子模块投切数量的变化Δn,排序后不需要再重新投切当前桥臂需要投切的子模块数,而是只选择电容电压最大或最小的Δn个子模块,改变其投切状态,以及对需要更改投切状态的子模块进行调换,并根据投切数量的变化,将子模块的投切分为三种工作模式,针对不同的投切情况,完成子模块电容电压的平衡控制。经仿真验证,在最值函数算法下,子模块的投切频率明显降低,电容电压虽有一定程序的波动,但仍在可控范围内。 展开更多
关键词 MMC-HVDC 模块化多电平换流器 子模块 NLM调制 电容电压平衡 开关频率 投切状态 最值函数 排序算法
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模块化多电平换流器电容电压优化平衡控制算法 被引量:48
18
作者 许建中 赵成勇 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期256-261,共6页
介绍了模块化多电平换流器(modularized multilevel converter,MMC)的拓扑结构及其工作原理,针对MMC子模块电容电压平衡问题,提出了一种新型的适用于采用载波移相正弦脉宽调制技术的MMC电容电压优化平衡控制算法,其本质是调整子模块的... 介绍了模块化多电平换流器(modularized multilevel converter,MMC)的拓扑结构及其工作原理,针对MMC子模块电容电压平衡问题,提出了一种新型的适用于采用载波移相正弦脉宽调制技术的MMC电容电压优化平衡控制算法,其本质是调整子模块的导通时间以对其电容电压进行动态调节。分别定义了在系统工作点附近具有相对稳定性的环流抑制系数以及电容均压系数,对子模块调制波进行纵向调整,有效确保MMC子模块电容电压的动态平衡;同时给出了环流抑制系数和电容均压系数的优化目标,以期得到理想的电容电压平衡控制效果。仿真结果验证了所提算法的正确性与有效性。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 高压直流输电 正弦脉宽调 环流抑制 子模块电容均压
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采用最近电平控制的模块化多电平换流器损耗一致性分析 被引量:16
19
作者 周莹坤 齐磊 +4 位作者 姜舒婷 崔翔 赵国亮 乔尔敏 蔡博 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2490-2497,共8页
为研究半桥结构的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)子模块的损耗分布特性和一致性,首先,分析了MMC换流器的基本工作原理和损耗数值计算方法;其次,应用PLECS仿真软件针对半桥子模块结构进行仿真计算,分析了最近电... 为研究半桥结构的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)子模块的损耗分布特性和一致性,首先,分析了MMC换流器的基本工作原理和损耗数值计算方法;其次,应用PLECS仿真软件针对半桥子模块结构进行仿真计算,分析了最近电平控制下不同均压、环流抑制方式下的子模块损耗特性;最后,对比分析了不同控制方式下的子模块损耗特性。研究结果表明:在不影响换流器工作状态的前提下,使用保持因子法均压以及使用三相解耦二次谐波环流抑制算法进行环流抑制时,各子模块损耗分布一致性更高,整体损耗率更低。 展开更多
关键词 最近电平控制 模块化多电平换流器 损耗计算 电容电压均衡 环流抑制
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模块化多电平变流器电容电压均衡策略研究进展 被引量:5
20
作者 周怿源 秦亮 +4 位作者 杨诗琦 余雪 蒲清昕 刘钊汛 刘开培 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期322-337,共16页
半桥式模块化多电平变流器(half-bridgemodular multilevel converter,HB-MMC)直流侧电容电压分散于数百个子模块,动态交互复杂,电容电压均衡是MMC稳定运行的关键前提,快速、可靠且易于实现的MMC电容电压均衡策略一直是工程界和学术界... 半桥式模块化多电平变流器(half-bridgemodular multilevel converter,HB-MMC)直流侧电容电压分散于数百个子模块,动态交互复杂,电容电压均衡是MMC稳定运行的关键前提,快速、可靠且易于实现的MMC电容电压均衡策略一直是工程界和学术界的研究热点。本文梳理了近年来国内外的研究成果,梳理了基于子模块电容电压采样和无需子模块电容电压采样两大类及其细分的均压策略,并归纳了特殊工况下子模块电容电压均衡控制方法;最后,综合对比各类电容电压均衡策略的特点,并探讨未来MMC电容电压均衡策略的研究趋势,展望其应用前景,以期为MMC在不同电压等级下的安全稳定运行提供有价值的参考。 展开更多
关键词 模块化多电平变流器 电容电压均衡 电容电压采样 电容电压自平衡 特殊工况
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