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MMC技术解读：打造现代化电力系统在过去的几十年里，全球电力系统经历了巨大的变革。
传统的同步发电机逐渐被更加高效、可靠的燃气轮机和风力发电机所取代。
然而，这些新型发电设备的接入给电力系统带来了新的挑战。
同步发电机时代的电力系统依赖于发电机和负载之间的同步运行，而新型发电设备的接入则导致了电力系统的动态变化。
为了解决这一问题，模块化多状态控制器（Modular Multilevel Converter, MMC）技术应运而生。
以我国为例，近年来，我国风力发电和太阳能发电行业取得了显著的发展。
然而，这些新型发电设备的接入给电力系统带来了巨大的挑战。
为了解决这一问题，我国研究人员和工程师积极开展了MMC技术的研究和应用。
以我国国家电网公司为例，其已在全国范围内建设了大量基于MMC技术的直流输电线路，实现了电力资源的跨区域调配，提高了电力系统的运行效率和可靠性。
除了在电力系统中应用外，MMC技术还可广泛应用于其他领域。
以电动汽车充电桩为例，通过采用MMC技术，充电桩能够实现高效、快速的充电，满足电动汽车的需求。
MMC技术还可应用于智能电网、船舶电力系统、可再生能源等领域，为这些领域的发展提供了强大的技术支持。
然而，MMC技术的应用也面临一定的挑战。
MMC设备的成本相对较高，制约了其在电力系统中的应用。
MMC技术的研发和运维需要高素质的专业人才，这对我国电力行业的人才培养提出了更高的要求。
MMC技术在实际应用中还需克服诸多技术难题，如故障处理、散热问题等。
MMC技术作为一种新兴的电力电子技术，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
通过不断研究和创新，我国电力行业有望借助MMC技术，打造现代化、高效、可靠的电力系统，为经济社会发展提供强大的动力。
同时，我们也要认识到，MMC技术的应用仍需克服诸多困难和挑战。
因此，我国政府和相关部门应加大对MMC技术研发和产业化的支持力度，培养高素质的专业人才，推动电力行业的持续发展。
MMC-HVDC输电系统直流故障隔离综述周海鸿;杨明发;阮俊峰【摘要】基于模块化多电平换流器的柔性直流输电(MMC-HVDC)是一种新型的灵活输电方式.同交流输电技术相比,MMC-HVDC输电技术具有输送容量大、输电距离远且损耗小等优点.在当前各类MMC拓扑中,半桥型MMC具有所用器件少、运行效率高、经济性好等特点,但缺乏直流故障清除能力.本文简单介绍了半桥型MMC发生故障的原因,对目前MMC-HVDC输电系统直流故障隔离技术的国内外研究现状进行综述,并结合当前研究现状,展望了MMC-HVDC输电系统直流故障保护的新的研究方向.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2019(020)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】模块化多电平换流器(MMC);直流故障隔离;柔性直流输电系统【作者】周海鸿;杨明发;阮俊峰【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院,福州 350116;福州大学电气工程与自动化学院,福州 350116;福州大学电气工程与自动化学院,福州 350116【正文语种】中文柔性直流输电可应用于以下领域：远距离大容量输电、海上风电场接入电网、分布式电源接入电网、向海上钻井平台或偏远地区供电[1]。
考虑到中国可再生能源发电资源的整合与并网以及远距离大容量传输的需求，需要开展建设基于电压源换流器的直流电网[2]。
同交流输电技术相比，高压柔性直流输电技术具有输送容量大、输电距离远且损耗小等优点[3]。
它可以充分利用各种能源资源的互补特性及现有的交直流输配电设备，实现广域大范围内能源资源的优化配置、大规模新能源电力的可靠接入以及现有电力系统运行稳定性的提升。
1990年，加拿大麦吉尔大学的Boon. Teck Ooi教授等人首先提出了基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）技术。
模块化多电平换流器（MMC）是一种新型电压源换流器的概念和拓扑结构，由德国慕尼黑联邦国防军大学学者A. Lesnicar和R. Marquardt在2001年首次提出[4]。
第52卷第2期电力系统保护与控制Vol.52 No.2 2024年1月16日Power System Protection and Control Jan. 16, 2024 DOI: 10.19783/ki.pspc.230598一种适用于深远海全直流风电汇集网络的保护方法丁华星1，邹贵彬1，王凤莲1，丁 宁2(1.山东大学，山东 济南 250061；2.国网山东超高压公司，山东 济南 250000)摘要：随着海上风电向深远海发展，全直流型风电场由于不存在过电压问题等优点逐渐受到重视。
针对全直流海上风电场的汇集线路继电保护问题，首先分析了直流汇集网络在不同故障类型及不同故障位置下的故障特征，计算对应故障情况下的故障电流，并与仿真值进行对比验证。
根据故障特征提出一种利用汇集侧暂态电流变化率的单端量故障选线方案，利用区内外故障的故障暂态电流变化率极性和幅值差异，可在换流器过流闭锁前快速识别故障类型、故障线路及极性。
通过在母线处设置附加选线流程，使线路末端高阻接地故障时也能准确选线。
在PSCAD/EMTDC平台中搭建了全直流海上风电场模型，进行多种故障场景下的仿真分析，验证了所提故障选线方法的有效性。
关键词：直流海上风电场；直流汇集网络；故障分析；暂态电流变化率；故障选线A fault protection method of a DC collection network for an all-DC offshore wind farmDING Huaxing1, ZOU Guibin1, WANG Fenglian1, DING Ning2(1.Shandong University, Jinan 250061, China; 2.State Grid Shandong Electric Extrahigh V oltage Company, Jinan 250000, China)Abstract: With the development of offshore wind farms to the deep sea, the all-DC wind farm is gradually coming into serious consideration because of its advantages such as no overvoltage problem. For relay protection for collection lines in an all-DC offshore wind farm, this paper first analyzes the fault characteristics with different fault types and location in the DC collection network. The corresponding fault currents are calculated and compared with the simulation values. A single-ended fault line selection method is proposed using the rate of change of transient current (ROCOTC) at the collection bus side, where the difference of the polarity and amplitude of the ROCOTC are used to identify fault type, line and polarity before overcurrent blocking of the converters. By setting an additional line selection process at the bus, even the fault line with a fault point at the end of the line and high grounding resistance can be accurately identified. A DC offshore wind farm simulation is built in PSCAD/EMTDC. A variety of simulation analyses of different fault scenarios is delivered, demonstrating the validity of the proposed fault line selection method.This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 52077124).Key words: DC offshore wind farm; DC collection network; fault analysis; rate of change of transient current; fault line selection0 引言近年来，能源问题日益凸显，风能、光伏等新能源发展迅速，海上风电作为风能发展的重要方向，受到更多关注。
大规模新能源超远距离送出的柔性直流系统集成设计方案冯俊杰;辛清明;赵晓斌;傅闯;袁智勇;黄碧月;周月宾;邹常跃;侯婷【期刊名称】《南方电网技术》【年(卷),期】2024(18)3【摘要】沙漠、戈壁、荒漠等地区大规模新能源输送负荷中心是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要举措。
介绍了基于常规直流和柔性直流的大规模新能源超远距离送出方案,从适用场景、过电压、电压与无功功率调节能力、经济性等方面对比了两种方案的优劣,柔性直流送出方案具有较好的技术经济优势。
提出了适用于千万千瓦级新能源基地超远距离送出的柔性直流系统集成设计方案,包括±800 kV/10 GW四端柔性直流输电系统的电气主接线、主回路参数、协调控制策略、交直流卸荷装置配置等。
研究了双极单阀组和高低阀组方案选择、送端多阀组交流电压协同控制、高低阀组直流电压平衡控制等关键技术,提出了交直流卸荷装置的配置方案及投切策略。
基于电磁暂态仿真验证了所提柔性直流设计方案的有效性。
【总页数】11页(P34-44)【作者】冯俊杰;辛清明;赵晓斌;傅闯;袁智勇;黄碧月;周月宾;邹常跃;侯婷【作者单位】直流输电技术全国重点实验室(南方电网科学研究院);强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学)【正文语种】中文【中图分类】TM721.1【相关文献】1.海上风电柔性直流送出紧凑型控制保护系统设计方案2.LCC-MMC串联混合型直流输电拓扑在大规模纯新能源发电基地送出中的应用研究3.适用于大规模纯新能源发电基地送出的混合式直流输电系统4.大规模新能源基地经特高压直流送出系统中长期运行方式优化方法5.大规模光伏集群经柔性直流构网送出的运行控制技术研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
海上风电场MMC-MTDC下垂控制特性的模型预测控制技术孙国强;郑玉平;卫志农;臧海祥;林子杰;袁阳【摘要】Due to the development of power electronic technology,modular multilevel converter (MMC) based multi-terminal HVDC (MTDC) has a promising future in off-shore wind farm integration,and its control strategy has great impact on the stability of power bined with the droop control strategy of MMC-MTDC with offshore wind farms,a simplified state space equation of MMC and its control system is established.Meanwhile,a model predictive control (MPC) strategy for MMC is proposed.%基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的多端直流输电(Multi-Terminal HVDC,MTDC)系统被应用于海上风电场并网,其控制策略对于电力系统的稳定性有着重大的影响.文章分析了MMC典型控制系统,结合海上风电场MMC-MTDC并网系统的下垂控制策略,建立MMC及其控制系统的简化状态空间方程;提出了一种基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的MMC控制方案,对d轴分量的有功功率和直流电压采用模型预测控制.通过PSCAD中基于4端MMC-MTDC的海上风电并网系统的仿真测试,验证了所提方法的可行性和有效性.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2017(035)003【总页数】8页(P419-426)【关键词】海上风电场;模块化多电平换流器;多端直流输电;模型预测控制【作者】孙国强;郑玉平;卫志农;臧海祥;林子杰;袁阳【作者单位】国网电力科学研究院南瑞集团公司,江苏南京210003;河海大学能源与电气学院,江苏南京210098;国网电力科学研究院南瑞集团公司,江苏南京210003;河海大学能源与电气学院,江苏南京210098;河海大学能源与电气学院,江苏南京210098;河海大学能源与电气学院,江苏南京210098;河海大学能源与电气学院,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】TK81风力发电已经成为一种重要的电力能源。
应用于MMC环流抑制的准PR控制器参数设计赵庆玉;余发山;何国锋;韩耀飞;樊晓虹;申慧方【摘要】Modular Multilevel Converter(MMC)phase-to-phase voltage imbalance results in internal generation of three-phase current.To restrain the circulation,an equivalent model of MMC circulation is firstly established,and the parameters of quasi PR controller are designed in the stationary coordinate system,and the influence of the parameters of quasi PR controller on the restraining characteristics of the MMC circulation is analyzed.In order to verify the proposed strategy,a PSCAD/EMTDC simulation model is built and tested on the 35 kV·A five-level MMC prototype.The results show that the designed quasi PR controller can suppress the internal circulation of MMC effectively.%模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)相间电压不平衡会导致其内部产生三相环流.为了抑制环流,文章首先建立MMC环流等效模型,并在静止坐标系下设计准PR 控制器参数,分析准PR控制器参数对MMC环流抑制特性的影响.为了验证提出的MMC环流抑制策略,搭建了PSCAD/EMTDC仿真模型,并在35kV·A五电平MMC 样机上进行实验.结果表明,设计的准PR控制器能够有效地抑制MMC内部环流.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2018(036)001【总页数】6页(P51-56)【关键词】MMC环流模型;准PR控制器;环流抑制【作者】赵庆玉;余发山;何国锋;韩耀飞;樊晓虹;申慧方【作者单位】河南理工大学电气工程与自动化学院, 河南焦作 454000;河南城建学院电气与控制工程学院, 河南平顶山 467036;河南理工大学电气工程与自动化学院, 河南焦作 454000;河南城建学院电气与控制工程学院, 河南平顶山 467036;河南城建学院电气与控制工程学院, 河南平顶山 467036;河南城建学院电气与控制工程学院, 河南平顶山 467036;河南理工大学电气工程与自动化学院, 河南焦作454000;河南城建学院电气与控制工程学院, 河南平顶山 467036【正文语种】中文【中图分类】TK8;TM460 引言我国的风电基地主要分布在“三北”地区。
一种适用于高电压等级的MMC子模块均压算法俎立峰;胡四全;吉攀攀;李坤;冯敏;马俊杰【摘要】子模块电容电压的稳定对MMC稳定运行至关重要.随着MMC电压等级提高,子模块数量逐步增大,传统排序均压算法难以满足控制要求.针对这种情况,提出一种适用于高电压等级的子模块电容电压分组的均压控制算法,所耗资源和时间大大减少,并且能够达到与排序均压相同的均压效果,减轻了阀控系统的设计难度,提高系统可靠性.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2016(048)002【总页数】4页(P118-121)【关键词】柔性直流输电;均压控制;电压分组;FPGA【作者】俎立峰;胡四全;吉攀攀;李坤;冯敏;马俊杰【作者单位】许继集团有限公司,河南许昌 461000;许继集团有限公司,河南许昌461000;许继集团有限公司,河南许昌 461000;许继集团有限公司,河南许昌461000;许继集团有限公司,河南许昌 461000;许继集团有限公司,河南许昌461000【正文语种】中文【中图分类】TM721模块化多电平柔性直流输电（MMC-HVDC）系统是新一代的直流输电技术。
柔性直流输电在孤岛供电、城市电网供电、分布式能源并网等方面具有很高的应用价值[1]。
柔性直流输电换流阀桥臂由子模块串联而成[2-3]。
因此，输电系统电压等级越高，每桥臂需要串联的子模块个数越多，一般来说，需要几百甚至几千个子模块串联[4]。
以±200 kV的柔性直流输电系统为例，其单桥臂串联的子模块约250个，考虑子模块冗余配置，则串联子模块数量将会更多。
子模块电容电压均衡在合理工作范围是模块化多电平VSC稳定运行的前提条件，也是柔性直流输电换流阀控制系统设计的难点。
本文通过分析柔性直流输电子模块充放电原理，提出了一种适用于高电压等级的均压算法，并且通过仿真、实验验证了该算法的有效性。
柔性直流输电换流阀每个桥臂由n个子模块及一个电抗器串联而成，如图l所示。
适用于大型海上风电的谐振型飞跨电容式模块化升压变换器潘俊良;王明渝
【期刊名称】《电工技术学报》
【年(卷),期】2024(39)12
【摘要】随着海上风电发电容量的增大与离岸距离的增加,全直流型海上风电系统的优势越发明显。
高压DC-DC变换器是该系统的核心部件,承担直流升压与输电的关键功能。
对此,该文提出一种适用于大型海上风电的谐振型飞跨电容式模块化升压变换器,不受大功率中频高压变压器制造工艺的限制,无变压器结构使其能工作在更高频率,减少内部无源器件,实现轻量化。
在高升压比应用场景中,变换器内部大部分功率器件为二极管,可节省控制单元,并降低成本。
与电流连续模式相比,当内部二极管半桥工作在电流断续模式时,该变换器能在仅增加少量通态损耗的前提下实现内部功率器件的软开关。
此外,该变换器采用准方波调制时,电流断续模式能避免内部串联二极管承受高dv/dt。
最后,通过样机实验验证了该变换器拓扑的可行性与参数设计方法的正确性。
【总页数】15页(P3746-3760)
【作者】潘俊良;王明渝
【作者单位】重庆大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
【相关文献】
1.一种适用于新能源并网的谐振升压变换器
2.谐振式模块化高增益升压型直流变换器
3.应用于海上风电的高拓展性升压变换器
4.适用于海上风电分频输电的模块化多电平矩阵变换器故障穿越控制策略
5.带有LC串联谐振功率自均衡单元的模块化光伏直流升压变换器
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