基于环流解析分析的MMC电容电压优化控制策略

孟经伟; 宋强; 孙谦浩; 李笑倩; 许树楷; 饶宏

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基于环流解析分析的MMC电容电压优化控制策略

大功率电力电子与智能输配电 | 更新时间：2025-12-08

- 基于环流解析分析的MMC电容电压优化控制策略
- Optimization Control Strategy of Capacitor Voltage for Modular Multilevel Converter Based on Mathematical Analysis of Circulating Current
- 高电压技术 2019年45卷第3期页码：882-889
- 作者机构：
  
  1. 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机工程与应用电子技术系)
  2. 南方电网科学研究院有限责任公司直流输电技术国家重点实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划（2016YFB0901002）;国家自然科学基金（51577101）~~
- DOI：
  中图分类号：
- 网络出版：2019-03-14，
  
  纸质出版：2019
- 稿件说明：
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孟经伟, 宋强, 孙谦浩, 等. 基于环流解析分析的MMC电容电压优化控制策略[J]. 高电压技术, 2019,45(3):882-889.

MENG Jingwei, SONG Qiang, SUN Qianhao, et al. Optimization Control Strategy of Capacitor Voltage for Modular Multilevel Converter Based on Mathematical Analysis of Circulating Current[J]. 2019, 45(3): 882-889.
孟经伟, 宋强, 孙谦浩, 等. 基于环流解析分析的MMC电容电压优化控制策略[J]. 高电压技术, 2019,45(3):882-889. DOI：

MENG Jingwei, SONG Qiang, SUN Qianhao, et al. Optimization Control Strategy of Capacitor Voltage for Modular Multilevel Converter Based on Mathematical Analysis of Circulating Current[J]. 2019, 45(3): 882-889. DOI：

摘要

为限制MMC子模块电容电压波动

一般所需电容较大。首先分析二倍频环流与电容电压波动间的解析关系

提出了全工况范围内的子模块电容电压波动峰值与二倍频环流之间关系的数学模型。然后利用该模型

提出以电容电压波动为目标值的二倍频环流注入方式

将电容电压波动峰值控制在设定参考值。该方法不仅能在在全工况下实现控制目标

而且通过减小峰值电流增加安全裕度。最后

通过仿真及试验结果验证了所提模型的正确性与优化控制策略的有效性。

Abstract

Bulk capacitor is used to limit capacitor voltage ripple in modular multilevel converter（MMC）. First

we propose a mathematical model which depicts the relationship between the peak value of capacitor voltage ripple and the 2 nd–order circulating current in various conditions by studying the analytic relationship between them. Then

the peak value of capacitor voltage ripple is controlled to the reference by injecting 2 nd –order circulating current with the aim of acceptable capacitor voltage ripple. The method can not only achieve the control destination

but also reduce arm current to improve margin of safety. Finally

the simulation and experimental results verity the validity of the proposed method.

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