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柔性直流配电网的若干问题研究一、本文概述随着能源结构的转型和电力电子技术的快速发展，柔性直流配电网作为一种新兴的配电方式，受到了广泛关注。
其独特的优势，如能够灵活控制潮流、实现多源协调互补、适应分布式新能源接入等，使得柔性直流配电网在解决传统配电网面临的一系列问题上展现出巨大潜力。
柔性直流配电网在实际应用中仍面临诸多问题和挑战，如系统稳定性、经济性、控制策略、保护技术等方面的问题，亟待解决。
本文旨在深入研究柔性直流配电网的若干关键问题，通过对现有文献的梳理和分析，结合国内外相关研究成果，探讨柔性直流配电网的理论基础、技术难点和发展趋势。
文章首先对柔性直流配电网的基本原理和主要特点进行概述，然后重点分析其在运行控制、保护技术、经济性评估等方面的关键问题，并提出相应的解决方案和策略。
文章还对柔性直流配电网的未来发展方向进行展望，以期为我国配电网的升级改造和新能源消纳提供理论支持和实践指导。
二、柔性直流配电网的基本原理与关键技术柔性直流配电网采用基于电压源型换流器（VSC）的直流配电系统，通过PWM（脉宽调制）技术实现直流电压的灵活控制。
VSC换流器通过调整其输出电压的幅值和相位，能够独立地控制有功功率和无功功率，从而实现对配电网的灵活控制。
VSC换流器还具有快速响应、易于扩展和模块化等优点，使其成为构建柔性直流配电网的理想选择。
（1）VSC换流器技术：VSC换流器是柔性直流配电网的核心设备，其性能直接影响整个配电网的运行效率和稳定性。
研究高效、可靠的VSC换流器技术是柔性直流配电网发展的关键。
（2）直流保护技术：由于直流配电网的故障特性与交流配电网存在显著差异，传统的交流保护方法无法直接应用于直流配电网。
需要研究适用于直流配电网的故障检测、隔离和恢复技术，以确保配电网的安全稳定运行。
（3）直流配电网的规划与优化技术：随着分布式电源和电动汽车等直流负荷的快速发展，直流配电网的规划与优化问题日益突出。
需要研究考虑多种因素的直流配电网规划方法，以及基于多目标优化的配电网运行控制技术，以实现配电网的经济性、可靠性和环保性的协调优化。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展一、本文概述随着能源结构的优化和电网技术的发展，柔性直流输电（VSC-HVDC）技术以其独特的优势，在电力系统中的应用越来越广泛。
本文旨在全面概述柔性直流输电工程的技术研究、应用现状以及未来的发展趋势。
我们将从柔性直流输电的基本原理出发，深入探讨其关键技术和设备，包括换流器、控制系统、保护策略等。
我们还将分析柔性直流输电在新能源接入、电网互联、城市电网建设等领域的应用案例，评估其在实际运行中的性能表现。
我们将展望柔性直流输电技术的发展前景，探讨其在构建清洁、高效、智能的电力系统中发挥的重要作用。
通过本文的阐述，我们希望能够为从事柔性直流输电技术研究和应用的同行提供有益的参考和启示。
二、柔性直流输电技术原理柔性直流输电技术，又称为电压源换流器直流输电（VSC-HVDC），是近年来直流输电领域的一项重大技术革新。
与传统的基于电网换相换流器（LCC）的直流输电技术不同，柔性直流输电技术采用基于可关断器件的电压源换流器（VSC），这使得它在新能源接入、城市电网增容和孤岛供电等方面具有独特的优势。
柔性直流输电技术的核心在于电压源换流器（VSC）。
VSC采用可关断的电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT），通过脉宽调制（PWM）技术实现对交流侧电压和电流的有效控制。
VSC既可以作为有功功率的源，也可以作为无功功率的源，因此它具有更好的控制灵活性和响应速度。
在柔性直流输电系统中，VSC通常与直流电容器和滤波器并联，以维持直流电压的稳定和滤除谐波。
VSC通过改变其输出电压的幅值和相位，可以独立地控制有功功率和无功功率的传输，从而实现对交流电网的灵活支撑。
柔性直流输电技术还采用了先进的控制系统，包括换流器控制、直流电压控制、功率控制等，以确保系统的稳定运行和电能质量。
这些控制系统可以根据系统的运行状态和实际需求，对VSC的输出进行实时调整，从而实现对交流电网的精准控制。
柔性直流输电技术以其独特的电压源换流器和先进的控制系统，实现了对交流电网的灵活支撑和精准控制。
电力系统2020.9 电力系统装备丨79Electric System2020年第9期2020 No.9电力系统装备Electric Power System Equipment2006年，中国电力科学研究院组织研讨会将基于电压源换流器（VSC ）技术的直流输电（第三代直流输电技术）统一命名为“柔性直流输电”。
“柔性”翻译自单词“Flexible ”，主要指相较于常规直流输电技术。
柔性直流输电技术的控制手段更为灵活[1]，并且具有对交流系统无依赖、运行方式多样等优点，为异步电网互联、新能源接入、电力市场构建等应用场景提供了新的解决方案[2]。
我国首个柔性直流输电工程于2011年投运。
经过近年来不断发展，在电压等级、系统容量、拓扑结构等方面均取得了长足的进步，已经在柔性直流技术的诸多领域处于世界领先地位[3]。
1 发展历程回顾通过电压源换流器来实现高压直流输电的技术方案最早由加拿大McGill 大学的Boon-Teck 等人于1990年提出。
随着柔性直流技术的发展，国际上多个电力权威学术组织将这种新兴输电方式命名为电压源换流器型直流输电（VSCHVDC ）。
ABB 公司对其投入大量研究力量，取得一系列专利成果，多年来一直在该领域处于世界领先地位，并将这种输电方式称为轻型直流输电（HVDCLight ）。
2006年，中国电力科学研究院经过讨论将其统一命名为“柔性直流输电”。
世界上第一条柔性直流输电工程于1997年投入工业试验运行，由瑞典投资建设，电压等级10 kV ，容量3 MW 。
随后，欧美各国纷纷开始了柔性直流输电技术的理论研究与工程建设，主要应用于新能源并网、电网互联、海上钻井平台供电等领域，早期的柔性直流工程几乎全部由ABB 制造。
国内的柔性直流输电工程最早始于2011年，经历了从无到有，电压等级从低到高，输电容量从小到大，拓扑结构由简单到复杂的发展历程。
2011年7月，亚洲首个具有自主知识产权的柔性直流工程上海南汇风电场工程投运，电压等级±30 kV ；2013年12月，世界上第一个多端柔性直流工程南澳示范工程顺利投产，电压等级±160 kV ；2014年7月，世界范围内首个五端柔性直流输电工程舟山工程建成，电压等级±200 kV ；2015年12月，采用真双极接线的厦门柔性直流输电示范工程正式投运，电压等级±320 kV ，标志着我国在高压大容量柔性直流输电工程设计、设备制造、工程施工调试、运营等关键技术方面达到世界领先水平；2016年8月，位于云南省曲靖市罗平县的鲁西背靠背异步联网工程顺利投运，电压等级±350 kV ，是世界上首次采用大容量柔性直流与常规直流组合的背靠背直流工程；2016年12月，渝鄂直流背靠背联网工程正式核准建设，电压等级±420 kV ，是世界上电压等级最高、规模最大的柔性直流背靠背工程；2019年12月，张北±500 kV 柔性直流示范工程进入全面调试阶段，构建了输送大规模风、光、抽蓄等多种能源的四端环形柔性直流电网，标致着我国柔性直流输电技术迈向新的高度。
第1卷第1期2011年1月电力与能源基于模块化多电平变流器的柔性直流输电技术刘 隽1,贺之渊2,何维国1,包海龙1,季兰兰2(1.上海市电力公司技术与发展中心,上海 200025; 2.中国电力科学研究院,北京 100192)摘 要:介绍了基于模块化多电平变流器的柔性直流输电技术的基本原理,推导了系统主电路的电压电流关系,并给出了仿真验证;介绍了模块化多电平变流器的控制方式,给出了一种M M C的控制结构;介绍了世界范围内柔性直流输电工程的应用情况,以及上海南汇柔性直流输电示范工程的工程概况、系统运行方式及控制策略,并讨论了用于南汇工程的直接电流控制的原理图和控制系统结构。
关键词:模块化多电平变流器;柔性直流输电;控制方式;示范工程中图分类号:T M723 文献标志码:A 文章编号:2095-1256(2011)01-0033-07The Introduction of Technology of HVDC Based on Modular Mu lti level C onverterL I U J un1,H E Zhi y uan2,H E W ei guo1,B AO H ai long1,J I L an lan2(1.T echnolo gy and Development Center,SM EPC,Shang hai200025,China;2.China Electric Po w er Research Institut,Beijing100192,China)Abstract:In the paper,the essential w or king mechanism of mo dular multi lev el co nv erter used in the flexible HV DC techno log y is int roduced fir st ly.In addition,the vo ltag e and cur rent relatio nship of the main cir cuit is der ived,w hich ar e ver ified by a simulat ion.T hen the contro l metho d o f the M M C is intr oduced,and a co ntr ol st ructur e of M M C w as g iv en.T he applicat ion situatio n o f VSC-HV DC pro ject in w o rld is intro duced in de tail.T he general informat ion,sy stem o per atio n mode and the co rr esponding co nt rol str ategy of the Shang ha i Nanhui flex ible H VDC demo nstr ation pr oject are described in detail.Fur ther mor e,t he elementary diag ram and co nt rol system structure of the direct curr ent contr ol are discussed.Key words:M M C;flex ible H V DC;contr ol mo de;demo nstr ation pro ject传统的基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-H V DC)工程采用的低电平电压转换器(VSC)具有开关频率高、输出电压谐波大、电压等级低、需要无源滤波器和变压器等缺点,并存在串联器件的动态均压等难题,多电平变流器通过电压叠加输出高电压,并且输出电压谐波含量少,无需滤波器和变压器,为了克服上述问题,提供了一种新的方案。
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]。
模块化多电平换流器型直流输电【摘要】电网规模不断扩大，清洁能源的开发利用越来越受到关注，智能电网让太阳能、风能等新能源并入电网并能对其介入过程自行控制，对清洁能源的投入并网和补偿机制的研究势在必行。
本文结合南汇风电场柔性直流输电工程，简单分析柔性直流输电的控制原理及基础理论。
【关键词】柔性直流控制方式换流阀1引言上海南汇柔性直流输电技术示范工程是国内首例柔性直流输电工程，将上海南汇风电场发出的风电能源并入上海电网之内。
柔性直流输电技术通过对两端电压源换流器的有效控制可以实现两个交流有源网络之间有功的相互传送，在有功传送的同时，各端电压源换流器还可以调节各自所吸收或发出的无功，对所联两端交流系统予以无功支持，是一种具有快速调节能力、多控制变量的新型直流输电系统。
2一次系统结构柔性直流换流站的一次系统结构为35KV交流系统通过开关连接至换流变，将交流侧的电压变换为换流阀输入所需要的电压（31KV）然后进行交/直流变换（直流电压为±30KV），通过直流线路输送至对侧换流站再进行直/交流变换。
每个桥臂每相分别安装一个阀电抗器。
阀电抗器是VSC与交流系统之间传输功率的纽带，它决定换流阀的功率输送能力、有功功率与无功功率的控制；同时阀电抗器能抑制换流阀输出的电流和电压中的开关频率谐波量，以获得期望的基波电流和基波电压。
另外，换流电抗器还能抑制短路电流。
3柔性直流运行模式和控制方式MMC可以通过调节换流器出口电压的幅值和与系统电压之间的功角差，独立地控制输出的有功功率和无功功率。
有功功率的传输主要取决于δ，无功功率的传输主要取决于Uc。
因此通过对δ的控制就可以控制直流电流的方向及输送有功功率的大小，通过控制Uc就可以控制VSC发出或者吸收的无功功率。
从系统角度来看，VSC可视为一无转动惯量的电动机或发电机，可以实现有功和无功功率的瞬时独立调节，进行四象限运行。
4柔性直流换流阀原理模块化多电平换流器阀是由多个IGBT子模块进行级联而成的，单个子模块中由两个IGBT串联组成一个半桥换流器，同时并联一个直流支撑电容，辅助元件包括快速旁路开关（真空断路器）、短路保护晶闸管（压接式晶闸管）、均压电阻、还有子模块控制器（SMC，Sub-Module Controllers）。
柔性直流输电技术的特点及应用前景分析陕西省长安大学附属学校 贾勇鑫【摘要】柔性直流输电技术可以建设出灵活、坚强、高效的电网结构，是充分发挥可再生能源优势的有效途径，代表着直流输电领域的发展和研究方向，已在全世界得到了广泛的发展和应用。
本文先介绍了柔性直流输电系统的构成，重点介绍了模块化多电平换流器的结构、子模块结构以及换流器的波形特点，从功率控制、输送容量、可靠性、输电距离等角度，分析了柔性直流输电系统的优点和缺点，分析展望了柔性直流输电系统的应用前景。
【关键词】柔性直流输电；模块化多电平换流器；分布式电源；孤岛供电0 引言高压直流(high voltage direct current, HVDC)输电已经广泛应用在远距离大容量输电、海底电缆输电和非同步联网等工程领域，目前世界范围内已投运了100多个直流输电工程。
高压直流输电在我国“西电东送，全国联网”发展战略中，起着举足轻重的作用。
在实际工程应用中，电力电子技术快速发展，取得了一系列新的研究成果，柔性直流作为电力领域中的新一代前沿科技，为电网中的诸多问题提供了优异的解决方案，为进行输电方式变革和建设坚强电网提供了有利的保障。
1990年，加拿大McGill大学Boon-Teck等学者最早提出了基于电压源型换流器的高压直流输电这一概念。
基于电压源型换流器的高压直流输电可以通过控制电压源换流器中全控型电力电子器件——绝缘栅双极型晶体管 (Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)的开断，调节系统电压，从而控制系统交流侧功率水平，因此可以进行功率输送和稳定电网，从而可以避免现有输电技术存在的许多问题，国内称之为柔性直流输电。
较早时期的柔性直流输电工程中，系统拓扑结构方面采用的是两电平或三电平换流器，这种系统在运行过程中的缺点是谐波含量高、开关损耗大，但是目前的实际工程对系统电压等级和容量水平的要求不断提高。
2001年，德国慕尼黑联邦国防军大学R.Marquart和A.Lesnicar共同提出了模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）拓扑，该拓扑结构通过将子模块进行标准化，然后将其进行串联，从而较为方便地实现系统的高压大容量化，输出多电平效果的电压，系统的谐波性能优异。
第1卷第1期2011年1月电力与能源基于模块化多电平变流器的柔性直流输电技术刘 隽1,贺之渊2,何维国1,包海龙1,季兰兰2(1.上海市电力公司技术与发展中心,上海 200025; 2.中国电力科学研究院,北京 100192)摘 要:介绍了基于模块化多电平变流器的柔性直流输电技术的基本原理,推导了系统主电路的电压电流关系,并给出了仿真验证;介绍了模块化多电平变流器的控制方式,给出了一种M M C的控制结构;介绍了世界范围内柔性直流输电工程的应用情况,以及上海南汇柔性直流输电示范工程的工程概况、系统运行方式及控制策略,并讨论了用于南汇工程的直接电流控制的原理图和控制系统结构。
关键词:模块化多电平变流器;柔性直流输电;控制方式;示范工程中图分类号:T M723 文献标志码:A 文章编号:2095-1256(2011)01-0033-07The Introduction of Technology of HVDC Based on Modular Mu lti level C onverterL I U J un1,H E Zhi y uan2,H E W ei guo1,B AO H ai long1,J I L an lan2(1.T echnolo gy and Development Center,SM EPC,Shang hai200025,China;2.China Electric Po w er Research Institut,Beijing100192,China)Abstract:In the paper,the essential w or king mechanism of mo dular multi lev el co nv erter used in the flexible HV DC techno log y is int roduced fir st ly.In addition,the vo ltag e and cur rent relatio nship of the main cir cuit is der ived,w hich ar e ver ified by a simulat ion.T hen the contro l metho d o f the M M C is intr oduced,and a co ntr ol st ructur e of M M C w as g iv en.T he applicat ion situatio n o f VSC-HV DC pro ject in w o rld is intro duced in de tail.T he general informat ion,sy stem o per atio n mode and the co rr esponding co nt rol str ategy of the Shang ha i Nanhui flex ible H VDC demo nstr ation pr oject are described in detail.Fur ther mor e,t he elementary diag ram and co nt rol system structure of the direct curr ent contr ol are discussed.Key words:M M C;flex ible H V DC;contr ol mo de;demo nstr ation pro ject传统的基于电压源换流器的高压直流输电系统(VSC-H V DC)工程采用的低电平电压转换器(VSC)具有开关频率高、输出电压谐波大、电压等级低、需要无源滤波器和变压器等缺点,并存在串联器件的动态均压等难题,多电平变流器通过电压叠加输出高电压,并且输出电压谐波含量少,无需滤波器和变压器,为了克服上述问题,提供了一种新的方案。
2001年德国学者提出模块化多电平变流器(Mo dular M ulti level Converter, MM C)概念,这种模块化结构具有较强的可扩展性,容易实现冗余控制,并且可提供一个公共直流侧,更易实现背靠背连接方式,十分适用于VSC -H VDC输电系统中[1-5]。
1 MMC柔性直流输电技术的工作原理图1为模块化多电平VSC子模块及主电路拓扑结构示意。
图1中P点表示VSC正直流母线,N点表示VSC负直流母线,o点表示VSC假想的直流侧中性点。
图1 模块化多电平拓扑结构示意VSC直流电压为U dc,故P点相对于o点的电压u Po为+U dc/2;N点相对于o点的电压u No为-U dc/2。
u a i,u b i,u c i(i=u,l)分别表示V SC每相上、下半桥臂的电压,则可得:33刘 隽,等:基于模块化多电平变流器的柔性直流输电技术u j u=u P j=u po-u j o=12U dc-u j ou j l=u j N=u j o-u N o=12U dc+u j oj=a,b,c(1)式中:u ao,u bo与u co分别表示V SC各相交流输出端相对于直流侧假想中性点 o 的电压。
只要对VSC各相半桥臂电压u a i,u b i和u c i (i=u,l)依照式(1)限定的那样去施加,则在VSC的输出端便能得到所期望的直流电压U d c与交流电压u ao,u bo和u co。
由式(1)可得出:u au+u al=u bu+u bl=u cu+u cl=U dc(2)由式(2)可知,VSC的三个桥臂具有相同的电压U dc,又由于VSC具有严格的对称性,3个桥臂具有相同的阻抗,因此直流电流I dc将在3个桥臂间均分,每个桥臂的直流电流为I dc/3,如图1中的粗虚线所示。
同理,各相输出端电流i a,i b和i c将在各相上、下半桥臂间均分,如图1中的细虚线所示。
因此,可得VSC各相半桥臂暂态电流i a i,i b i和i c i(i=u,l),如式(3)所示:i j u=13I dc+12i ji j l=13I dc+12i jj=a,b,c(3)变流器的各相由多个子模块按照一定顺序级联组成,并按照一定的控制逻辑被触发,可使变流器交流侧输出期望的波形。
图1中,MM C的各相由4s个子模块组成,每相上下桥臂分别由级联在一起的2s个子模块和一个电抗器构成。
单个子模块的输出电压可以是0和U d,从而使变流器各个桥臂的输出电压可在0和2s U d之间。
通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EM TDC对上述原理进行了仿真验证。
VSC的电路拓扑如图1所示为三相等值电路。
输出端期望得到的直流电压U dc为20kV,交流电压u ao的幅值为8kV。
VSC直流侧负载电阻为200,交流侧连接阻抗负载,电阻值为100 ,电感值为0.184H。
仿真得到电压、电流波形分别如图2至图4所示。
2 系统的控制方式[6-8]为了提高M MC柔性直流输电系统的运行可靠性,需要限制各个控制环节故障对整个系统造成的影响。
通过将控制器分成几个层次可以实现这一目标,同时也可以提高维护的方便性和灵活图2 A相上、下半桥臂电压u au与u al图3 直流电压u d,正母线电压+u dc/2,负母线电压-u dc/2以及电压u al,u ao图4 直流电流I dc、A相交流电流i a,流过A相上、下半桥臂电流i au与i a l性。
MM C柔性直流输电系统与其他VSC-H VDC的控制系统相同,大致可分成3个层次,从高层到低层分别为系统级控制、变流器控制和阀控制,各层的主要功能不同。
2.1 系统级控制系统级控制为M MC柔性直流输电系统的最高控制层次,主要功能可包含下面一项或者多项: 与电力调度中心通信联系,接受调度中心的控制指令,并向通信中心传送有关的运行信息; 根据调度中心的指令,改变运行模式及整定值等; 当一个换流站有多个变流器并联运行时,应能根据调度中心给定的运行模式、输电功率指令等分配各变流器输电回路的输电功率,当某一回变流器或者直流线路故障时,应重新分配其他回路的功率以降低对系统的影响; 快速功率变化控制,快速功率变化包括功率的提升和功率的回降,主要用于对直流所连两端交流系统或并列输电交流线路的紧急功率支援; 潮流反转的实现。
2.2 变流器级控制变流器控制是M MC柔性直流输电系统的核34刘 隽,等:基于模块化多电平变流器的柔性直流输电技术心控制,通常采用双环控制,分别为外环功率控制和内环电流控制。
其中外环控制器接受系统级控制器发出的指令参考值,根据控制目标产生合适的参考信号,并传递给内环电流控制器;内环电流控制器接受外环功率控制器的指令信号,经过一系列的运算得到变流器侧输出交流电压期望的参考值,并送到阀控层。
变流器级控制的实现方式为矢量控制(V ec to r Control)。
矢量控制结构比较简单,其响应速度很快,很容易实现过电流等控制,适用于VSC -H VDC 场合。
变流器控制主要的功能包括下面的一项或者多项: 有功功率控制(Activ e Pow er Contr ol); 直流电压控制(DC Vo ltag e Control); 无功功率控制(Reactive Pow er Contr ol); 交流电压控制(A C Vo ltag e Control); 频率控制(Frequency Co ntro l)。
针对一些特殊的应用场合,如系统一端为无源网络、风电场接入系统、孤岛供电等,还可以采用无源交流电压控制(AC Voltage Contr ol fo r Passive Netw o rk)。
为了抑制交流系统故障时产生的过电流和过电压,防止因系统故障而损坏设备,控制系统中还应包括负序电流控制,直流过电压控制和欠电压控制等环节。
2.3 阀控阀控主要包括同步锁相技术、电流平衡控制和直流侧电容器电压平衡控制等,它接收变流器控制器的信号,完成最终的触发任务。
2.4 新型模块化多电平VSC 控制系统结构新型模块化多电平V SC 控制结构包含3个不同的单元,即监测单元、中央控制单元和换流阀单元,如图5所示。
图5 变流器控制结构简图监测单元负责整个系统的反馈与监控,根据设定点值,反馈控制实时向中央控制单元提供数据。
可利用数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)实现这一功能。
中央控制单元的调制器实现子模块电容电压平衡控制。
输出状态控制器用以决定优化的输出状态,以及下一调制周期内的运行顺序。
新型模块化多电平VSC 根据不同的应用场合可以选择不同的调制策略,当运用高开关频率调制(如SVPWM )时,可使用PWM 发生器功能计算开关状态的作用时间;当运用低开关频率调制(如特定次谐波消除)时,可使用开关角计算功能计算调制周期内可关断器件IGBT 的触发角度,并直接对应于其触发时刻。
