1。2  多电平变换器的研究现状

1。3  本文的研究目的和研究内容

截止目前，人们在对MMC的应用已经逐渐进入实用阶段。首先在年，德国西门子公司研发了基于MMC的高压直流输电系统（HVDC-plus），正式建成了全世界第一条商业化HVDC-plus线路，铺设在美国加州的匹兹堡和旧金山之间[18]。与此同时，我国也抓紧了相关技术的研发，逐渐掌握了自己的柔性直流输电技术，于2006年，确立了柔性直流输电领域的技术研究框架；于2011年，建成了亚洲第一条柔性直流输电工程——上海南汇风场站柔性直流示范工程，成为了我国柔性直流输电工程的里程碑；于2013年，建成了世界上第一个四端柔性直流输电工程——南澳多端柔性直流输电工程；于2014年，建成了世界上第一个五端柔性直流输电工程——浙江舟山±200千伏五端柔性直流工程[19]。因而，对模块化多电平变换器及其相关的控制技术进行研究具有重要理论价值和现实指导意义。按各个章节概述主要内容如下：文献综述

第一章主要介绍了多电平变压器的研究背景，简述了多电平变压器的主要研究，简概介绍了本文的重点模块化多电平变换器，阐述了它的研究意义。

第二章主要介绍了模块化多电平变换器的拓扑结构，并对其工作原理进行分析，为接下来的控制策略的研究做准备。

第三章主要研究了模块化多电平变换器的直流电压平衡控制策略，对子模块的电压平衡控制策略做了相关讨论。

第四章设计了MMC的在Matlab/Simulink上的仿真模型，并在此基础上进行相关控制策略的仿真模拟，得出相应结果。

最后总结了本课题的工作，得出本文的结论，对本文的不完善之处提出未来的研究方向。

2  模块化多电平变换器

2。1  MMC的拓扑结构

模块化多电平变换器的拓扑结构如图2。1所示，不考虑冗余子模块的话，MMC每一相都有两个桥臂，同时每个桥臂都是由一定数量的子模块级联而成，每个桥臂上还各有一个桥臂电抗并彼此相连，这两个桥臂电抗器的连接处就是该相的交流输出点。一方面，桥臂电抗能够抑制因为子模块直流电压不平衡所产生的环流，另一方面，也能够在意外发生短路故障时，抑制短路冲击电流，从而保护子模块不被冲击电流破坏。

图 2。1 模块化多电平变换器

如果确定了MMC直流侧的电压，就可以通过控制各子模块的工作状态输出三相交流电压，同样的，如果确定了MMC交流侧电压时，也可以通过控制各子模块的工作状态输出直流电压，也就是说，MMC既能作为整流器，也能作为逆变器，非常灵活。另外，上述内容提到过，MMC的桥臂是由诸多完全一样的子模块组成的，所以可以很方便地调节桥臂上的子模块数量，就能够灵活配置系统的工作电压和工作功率，给MMC带来了在高压大功率场合的广泛应用前景。另外，子模块完全一样，也就意味着这样就能够很容易地预留下冗余子模块，一旦发生处于工作状态的子模块出现问题时，在系统的调配下，可以快速切除掉故障状态的子模块，处于冗余状态下的子模块立即投入，这样就提高了电力系统的安全可靠性[20]。MMC的子模块内部有全桥单元或者半桥单元，本课题一般指的都是半桥单元，各个子模块内部有两个开关管VT1、VT2和一个电容器串联，、各自并联反并联了二极管D1、D2，可以通过控制子模块开关管的状态，就能够确定子模块所处的状态，进而控制整个MMC系统。

2。2  MMC的工作原理 Matlab模块化多电平变换器的控制策略研究(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_101439.html