使用储能估计的模块化多电平换流器开环控制

摘要

模块化多电平换流器作为高压大容量变电设备的一种较好解决方案,得到了广泛的研究和应用.模块化多电平换流器的内部控制目标是实现每个子模块的电容电压在不同负载条件下的均衡和稳定.若采用传统的闭环控制策略,则在应对较多子模块构成的系统时,将出现复杂度上升、可靠性降低的问题.针对这个问题,提出了一种新型的使用储能估计的模块化多电平换流器开环控制方案.控制器首先根据换流器的电动势参考,然后结合输出电流的测量,以及已知的直流电压,对桥臂储能进行了估算,从而实现了子模块的选择机制和控制,而避免使用额外的反馈闭环.最后,为了验证控制方法的有效性,利用仿真平台搭建了30 MVA级仿真模型进行仿真计算,同时还构建了10 kVA级原理样机进行试验研究.仿真和试验结果表明:应用新型开环控制器后,换流器获得了较优的稳态和动态性能.