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模块化多电平电压源换流器的数学模型
随着电力系统的发展和电力需求的增加，高电压直流（HVDC）传输系统被广泛应用，以解决传统交流输电系统存在的一些问题。
在HVDC系统中，多电平电压源换流器（MMC）是一种非常有效的换流器拓扑结构，能够实现高效能量转换和电压调节。
为了实现对MMC的控制和优化，需要建立一个准确的数学模型来描述其动态特性。
MMC的数学模型通常基于电路等效原理和电压源等模型。
以下是一个简化的MMC数学模型。
首先，MMC的主要组成部分是直流电压源和一组电容和电感组成的分别与直流电压源并联和串联的二极管和开关单元。
根据电路等效原理，可以将MMC模型化简为一个等效的电路网络。
其次，MMC的数学模型需要考虑到其动态特性，包括电压和电流的响应速度、能量损耗和功率因素等。
这需要考虑到电容和电感元件的动态特性以及开关单元的工作方式。
通过适当的参数选择和数学建模，可以准确地描述MMC的动态响应。
最后，MMC的数学模型还需要考虑到控制策略和控制算法。
MMC的控制策略包括电压控制、电流控制和功率控制等，其中电压控制是MMC的关键功能之一。
通过设计合适的控制算法，可以实现MMC的
稳定工作和有效能量转换。
总之，模块化多电平电压源换流器的数学模型是描述其动态特性和控制策略的基础。
通过准确的数学模型，可以实现对MMC系统的控制和优化，提高电力系统的稳定性和效率。
浅谈ABPLC冗余系统中冗余模块故障的处理方法ABPLC冗余系统是一种采用冗余技术实现可靠控制的自动化控制系统。
在ABPLC冗余系统中，冗余模块的故障处理至关重要，因为任何模块的故障都可能对整个系统的可靠性和稳定性产生重大影响。
下面将从预防、检测、切换和修复等方面，对ABPLC冗余系统中冗余模块故障的处理方法进行浅谈。
首先，预防是最为关键的一步。
在ABPLC冗余系统中，应考虑采用高可靠性的冗余模块，如采用双CPU冗余模块或多CPU冗余模块。
这些模块具有自动检测、切换和修复等功能，能够实现高可用性和容错能力。
此外，还要注意选择可靠性高的通信设备和网络设备，确保数据传输的可靠性。
其次，及时检测故障是非常重要的。
ABPLC冗余系统应配备故障检测和报警系统，能够及时监测冗余模块的工作状态和性能指标。
一旦发现冗余模块存在故障或异常，系统应能够自动报警，并提供详细的故障信息，以便操作员能够迅速采取相应的措施。
再次，合理切换是解决冗余模块故障的重要手段。
当冗余模块发生故障时，系统应能够快速切换到备用模块，以保证系统的可靠性和稳定性。
在切换过程中，需要注意确保数据的一致性和完整性，避免数据的丢失和错误。
此外，在完成故障切换后，应及时对故障模块进行修复或更换，以恢复系统的冗余功能。
最后，修复故障模块是ABPLC冗余系统中冗余模块故障处理的最终步骤。
一旦发现冗余模块存在故障，应及时对故障模块进行修复或更换。
修复故障模块的方法包括更换故障部件、调整参数、重新安装软件等。
修复完成后，系统应进行全面的测试和验证，确保修复后的模块正常工作，以保证系统的可靠性和稳定性。
综上所述，ABPLC冗余系统中冗余模块故障的处理方法包括预防、检测、切换和修复等方面。
通过合理采取这些方法，可以提高ABPLC冗余系统的可靠性和稳定性，保证系统的正常运行。
第50卷第1期电力系统保护与控制Vol.50 No.1 2022年1月1日Power System Protection and Control Jan. 1, 2022 DOI: 10.19783/ki.pspc.201639新型模块化多电平换流器的设计与应用于 飞，王子豪，刘喜梅(青岛科技大学自动化与电子工程学院，山东 青岛 266061)摘要：随着电力系统电压等级的不断升高，模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)桥臂中串联的子模块数量增多，硬件成本升高，制约了其在直流输电系统中的发展。
针对这些问题，通过分析多电平换流器和现有的阶调式模块化多电平变换器(Gradationally Controlled Modular Multilevel Converter, GC-MMC)的工作原理，提出了一种新型的换流器。
为了解决新型逆变器的电容电压平衡问题，提出了一种适用于新型逆变器的新型稳压算法。
最后在Matlab/Simulink环境下搭建了双端标幺值控制的柔性直流输电系统，将新型逆变器应用于系统中进行了验证。
仿真结果表明，新型换流器输出电平数量比普通MMC多，输出交流侧和直流侧的波形质量达到直流输电要求。
通过对新型逆变器和普通MMC分别进行成本计算，结果表明新型逆变器的建设成本大大少于普通MMC。
关键词：模块化多电平换流器；阶调式多电平逆变器；阶调式模块化多电平变换器；电容电压平衡算法A gradationally controlled modular multilevel converter and its applicationYU Fei, W ANG Zihao, LIU Ximei(College of Automation & Electric Engineering, Qingdao University of Science & Technology, Qingdao 266061, China)Abstract: With the increasing voltage level of power systems, the number of serial sub-modules in the bridge arm of a modular multilevel converter (MMC) increases, and the hardware costs increase. This restricts its development in the direct current transmission system. In order to solve these problems, a new type of converter is proposed by analyzing the working principle of a multi-level converter and the existing gradationally controlled modular multilevel converter (GC-MMC). In order to solve the problem of capacitor voltage balance of the new inverter, a new voltage regulation algorithm suitable for the new inverter is proposed. Finally, in the Matlab/Simulink environment, a flexible HVDC transmission system based on the new inverter's double-terminal SCM unit value control is built and verified. The simulation results show that the output level of the new converter is more than that of the common MMC, and the quality of the waveform of the output AC and DC side can meet the requirements of DC transmission. Through the cost calculation of the new inverter and the common MMC respectively, the results show that the construction cost of the new inverter is much less than the common MMC.This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 61803219).Key words: MMC; gradationally controlled multi-level inverter; GC-MMC; capacitor voltage balancing controlled algorithm0 引言随着电力系统的不断发展，电力系统的规模也在不断扩大，直流输电[1-3]已经成为我国电力输电的重要组成部分。
文章编号：１００４－２８９Ｘ（２０２０）０６－００３２－０５模块化多电平换流器改进简化模型及分析张?一１，陈和洋２，罗赫平１（１．福州大学电气工程与自动化学院，福建 福州 ３５０１０８；２ 国网龙岩供电公司，福建 龙岩 ３６４０００）摘 要：模块化多电平换流器（ＭＭＣ）在电平数较多情况下采用等效模型进行电磁暂态仿真对解决仿真效率低问题具重要意义。
实际子模块中存在均压电阻，现有建模方法往往对其进行忽略，本文对含均压电阻的受控源桥臂等效模型建模进行改进简化，进一步提高ＭＭＣ受控源等效模型仿真的精度和效率。
方法通过对ＭＭＣ子模块开关器件以开关状态形式进行简化，基于递推Ｄｏｍｍｅｌ等值计算方法，降低子模块电容电压更新计算复杂度进而提高仿真效率。
并在ＰＳＣＡＤ软件进行仿真分析两种常见详细等值模型，为ＭＭＣ模型选取提供选择依据。
关键词：模块化多电平换流器；受控源等效模型；电磁暂态仿真中图分类号：ＴＭ７２ 文献标识码：ＢＩｍｐｒｏｖｅｄＳｉｍｐｌｉｆｉｅｄＭｏｄｅｌａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭｏｄｕｌａｒＭｕｌｔｉｌｅｖｅｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒＺＨＡＮＧＸｕａｎ ｙｉ１，ＣＨＥＮＨｅ ｙａｎｇ２，ＬＵＯＨｅ ｐｉｎｇ１（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１０８，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＬｏｎｇｙａｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｌｏｎｇｙａｎ３５０００７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉ ｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ（ＭＭＣ）ａｄｏｐｔａｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍｏｄｅｌｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｒａｎｓｉｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｈｅｎｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｌｅｖｅｌｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｌｏｗｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅｖｏｌｔ ａｇｅ ｓｈａｒｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｅｘｉｓｔｓｉｎｔｈｅａｃｔｕａｌｓｕｂｍｏｄｕｌｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｆｔｅｎｎｅｇｌｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｍｐｒｏｖｅｓａｎｄｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｏｕｒｃｅｂｒｉｄｇｅａｒｍｗｉｔｈｖｏｌｔａｇｅ ｓｈａｒｉｎｇｒｅｓｉｓｔｏｒ，ａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅＭＭＣｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｏｕｒｃｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍｏｄｅｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓｔｈｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｓｔａｔｅｏｆｔｈｅＭＭＣｓｕｂ ｍｏｄｕｌｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｅｖｉｃｅ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｃｕｒ ｓｉｖｅＤｏｍｍｅｌｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｔｈｅｓｕｂ ｍｏｄｕｌｅｃａｐａｃｉｔｏｒｖｏｌｔａｇｅｕｐｄａｔｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．ＩｎＰＳＣＡＤｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｗｏｃｏｍｍｏｎｄｅｔａｉｌｅｄｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌｓａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｂａｓｉｓｆｏｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆＭＭＣｍｏｄｅｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｄｕｌａｒｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｏｕｒｃｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍｏｄｅｌ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｒａｎｓｉｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ１ 引言直流输电技术凭借着其适合远距离大容量传输的特点得到了广泛的推广和发展，是解决能源资源优化配置的有效方法之一。
•分布式电源及并网技术！电器与能效管理技术(2017%). 8)模块化多电平换流器（MMC )调制方法综述王蕊1，王斌2，万杰星1(!东南大学电气工程学院，江苏南京210096;2.中航宝胜海洋工程电缆有限公司，江苏南京225100)摘要：介绍了模块化多电平换流器（MMC )的拓扑和工作原理，分类别详叙了各种调制方法。
总结了不同调制技术的优缺点和应用场合，为MMC 的工程应用提供了借鉴意义。
提出了 MMC 调制技术的改进方向，对进一步的研究探索有积极意义。
关键词：模块化多电平换流器；调制技术；载波移相调制法；载波层叠调制；最近电平逼近调制；多电平SVPWM ;特定次谐波消除脉宽调制中图分类号：TM 46文献标志码# A文章编号# 2095-8188(2017)08-0043-05DOI : 10.16628/j . cnki . 2095-8188. 2017. 08. 011王 蕊（1993—），女，硕士研究生，研 究方向为电力电子 技术在电力系统中 的应用。
Review on Modulation Metliods for Modular Multi-level ConvertersWANG Rui 1， WANG Bin 2， WAN Jiexing 1(1. School of Electrical Engineering ，Southeast University ，Nanjing 210096，China ;2. China Ocean Engineering Baoshen Cable Co .，Ltd .，Nanjing 225100，China )Abstract ： The topology and working principle ofmodular multi-level converter ( MMC ) were introduced andthe different modulation methods were introduced in detail . Next，it summarized the advantages and disadvantages of different modulation techniques and applications，providing a reference for the MMC ) s engineering application .At last ， this paper put forward the improvement direction of MMC modulation technology ，significance for the further research and exploration .Key words ： modular multi-level converter ( MMC ); modulation technique ; carrier phase shifted SPWM ( CPS -SPWM ); phase disposition PWM (PDPWM ); nearest level modulation (NLM ); multi-level space vector PWM ( SVPWM ); selective harmonic elimination PWM ( SHEPWM )步的研究成果，展现出良好的应用前景[1]。
mmc模块化多电平换流器波形
MMC（Modular Multilevel Converter）模块化多电平换流器是
一种高压直流断路器，主要用于高压直流输电系统中将交流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电。
它的主要优点是可以实现较高的电压调节范围、较低的谐波含量以及较好的容错能力。
MMC的波形主要取决于其控制策略和所采用的调制技术。
一
般来说，MMC的输出电压波形是多电平波形，在正常运行状
态下，其形状近似于一个正弦波，但是波形的幅值可以在几个不同的电平之间进行调节，以实现对输电系统的电压控制。
具体来说，MMC的波形通常采用PWM（Pulse Width Modulation）调制技术产生。
PWM调制技术通过调节开关器
件的开关周期和占空比，来控制输出电压的波形。
在MMC中，每个模块都有自己的PWM控制器，通过协调各个模块的开通
和关断动作，可以实现多电平的输出波形。
对于MMC来说，常见的多电平输出波形有三电平和五电平波形。
三电平波形通过控制开关器件的开通和关断，使得输出电压可以在三个电平（正、零、负）之间进行切换。
五电平波形则通过增加两个电平（正中、负中）来进一步提高输出电压的精度。
这些多电平波形可以有效地降低谐波含量，提高功率转换效率。
总之，MMC模块化多电平换流器的波形是通过PWM调制技
术产生的多电平波形，可以根据需要进行电压调节，以满足不同的输电系统要求。
模块化多电平变换器(MMC)的脉冲宽度调制的实验和控制摘要：模块化多电平变换器(MMC)是新一代不需要变压器而实现高、中压电力转换的多级转换器中的一种。
MMC的每相是基于多个双向斩波单元的串级连接。
因此需要对每个浮动的直流电容器进行电压平衡控制。
然而，目前还没有文章涉及到通过理论和实验验证来实现电压平衡控制的明确讨论。
本文涉及两种类型的脉冲宽度调制模块化多电平转换器(PWMMMCs)来解决他们的电路配置和电压平衡控制。
平均控制和平衡控制的结合使脉冲宽度调制模块化多电平转换器(PWMMMCs)在没有任何外部电路的情况下实现电压平衡。
脉冲宽度调制模块化多电平转换器(PWMMMCs)的可行性,以及电压平衡控制的有效性,通过仿真和实验已经被证实。
关键词：电压电力转换，多级转换器，电压平衡控制一、介绍：大功率的转换器的应用需要线性频率变压器来达到加强电压或电流的额定值的目的（见参考文献【1】——【4】）。
2004年投入使用的80MW的静态同步补偿器的转换侧由18个中点箝位(NPC)式转换器组成（文献【4】），每个系列的交流双方串联相应的变压器。
线性变压器的使用不仅使转换器笨重,而且也导致当单线接地故障发生时出现直流磁通偏差（文献【5】）。
最近，许多关于电力系统和电力电子的多级转换的科学家和工程师，参与到多电平变换器为了实现无需变压器而实现中压电力转】换（文献【6】-【8】）。
两种典型的方法有：（1）多级多电平转换(DCMC) （文献【6】, 【7】）;（2）飞跨电容型多电平变换器(FCMC)（文献【8】）。
三电平多级多电平转换器（DCMC）或者NPC转换器已经被投入实际使用，如果在DCMC中电平的数量超过三个，容易导致串联的直流电容内在电压的不平衡，因此两个直流电容需要一个外部电路（例如buck—boost斩波电路）（文献【11】），此外，一个箝位二极管耐压值的增长是非常有意义的，而且这种增长需要每相串联多个模块，这就造成一些困难。
mmc全桥子模块工作原理-回复MMC是指多电平模块化换流器（Modular Multilevel Converter）的缩写。
它是一种高压直流输电技术，广泛应用于高电压直流输电、电动车辆充电、储能系统等领域。
MMC的全桥子模块是其中最重要的组成部分之一。
MMC全桥子模块由多个电气元件和开关器件构成。
它的主要功能是将输入的直流电压转化为几个不同电平的输出电压。
这种多电平输出电压可以带来更低的谐波含量和更好的电压波形控制性能。
MMC全桥子模块的工作原理可以分为三个主要步骤：电压采样和控制、开关器件控制和电流平衡控制。
第一步是电压采样和控制。
MMC全桥子模块需要不断采样输入电压和输出电压的信息，以便及时调节开关器件的状态来控制输出电压的准确度。
通常，采样电压的数据会经过一系列的滤波和变换处理，然后与给定的参考电压进行比较，以产生误差信号。
这个误差信号会被发送给控制器，控制器会根据误差信号的大小来调节开关器件的状态，以使输出电压达到期望的数值。
第二步是开关器件控制。
MMC全桥子模块使用一系列的开关器件（通常为IGBT或MOSFET）来控制输出电压的大小和形状。
这些开关器件会根据控制器发送的命令信号来切换不同的电路路径。
具体来说，当控制器发送一个开关器件导通的命令时，开关器件会连接输入电压和输出电压；而当控制器发送一个开关器件关断的命令时，开关器件会将相关电路断开。
通过适时切换开关器件的导通与关断状态，MMC全桥子模块可以实现多电平输出电压的控制。
第三步是电流平衡控制。
在MMC全桥子模块中，每一个电平级别都有一个对应的电容，用于存储能量。
为了实现电流平衡，控制器需要监测每个电容中的电流，并根据实际情况控制开关器件的状态。
当某个电容中的电流过大时，控制器会相应地调整开关器件的状态，将部分电流转移到其他电容中，以实现电流平衡。
总体而言，MMC全桥子模块作为多电平模块化换流器的重要组成部分，通过电压采样和控制、开关器件控制和电流平衡控制这三个步骤，实现了输入直流电压到多电平输出电压的转换。
MMC子模块元件短路故障机理及其新型保护策略敬华兵;年晓红;龚芬【摘要】介绍了基于模块化多电平换流器(MMC)子模块的主电路和控制方式,在分析子模块故障机理的基础上,提出了器件选型的技术要求,计算了元器件短路保护动作时间,讨论了VT1元件故障短路时应对的保护策略,提出了一种在原MMC子模块电路拓扑上增加反向晶闸管的新型保护策略以限制故障范围,并可取代旁路机械开关.PSCAD仿真结果验证了该保护策略的正确性,新增的反向晶闸管对保护及时性和有效性具有重要作用.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)003【总页数】7页(P21-27)【关键词】模块化多电平换流器子模块;故障机理;保护策略;时序;反向晶闸管;短路击穿【作者】敬华兵;年晓红;龚芬【作者单位】中南大学信息科学与工程学院长沙 410004;中南大学信息科学与工程学院长沙 410004;南车株洲电力机车研究所株洲 412001【正文语种】中文【中图分类】TM731 引言柔性直流输电作为智能电网的关键技术之一，凭借其可实现有功和和无功功率的快速独立解耦控制，降低谐波含量且无换向失败问题，广泛应用于分布式发电并网、孤岛供电、交流系统的异步互联、多端直流输电和城市配电网增容等领域[1-4]。
柔性直流输电技术主要有 ABB公司的轻型高压直流输电技术（High Voltage Direct Current Light，HVDC Light）和西门子公司的基于模块化多电平换流器型的高压直流输电技术（Modular Multilevel Converter-High Voltage Direct Current，MMC-HVDC）[5,6]。
其中，HVDC Light的换流变压器采用集中方式，将 IGBT直接串联成三相高压电压源型换流器；MMC换流器主电路拓扑的基本单元为子模块，各相桥臂均通过一定量具有相同结构的子模块和一个阀电抗器串联构成，仅通过变化所用子模块数量就可灵活改变换流器的输出电压及功率等级，具有较小的 du/dt和开关损耗，产生谐波含量极低，无 IGBT器件串联均压问题，近年来逐渐受到越来越多的关注 [7-10]。
