許 彬, 王 平, 李子欣, 孫小平, 楊曉平

(1. 中國(guó)科學(xué)院電力電子與電氣驅(qū)動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)科學(xué)院電工研究所, 北京 100190;2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049; 3. 西安西電電力系統(tǒng)有限公司, 陜西 西安 710065)

模塊化多電平換流器閥段運(yùn)行試驗(yàn)方法研究

許 彬1,2, 王 平1, 李子欣1, 孫小平3, 楊曉平3

(1. 中國(guó)科學(xué)院電力電子與電氣驅(qū)動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)科學(xué)院電工研究所, 北京 100190;2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049; 3. 西安西電電力系統(tǒng)有限公司, 陜西 西安 710065)

本文研究了現(xiàn)有的柔性直流輸電系統(tǒng)中模塊化多電平換流器的閥段運(yùn)行試驗(yàn)方法。分析了死區(qū)效應(yīng)產(chǎn)生的影響，并基于此給出了閥段的調(diào)制電壓幅值和相位的計(jì)算方法。分析了運(yùn)行試驗(yàn)回路中二倍頻電流的成因，推導(dǎo)了其幅值大小的計(jì)算方法，提出了二倍頻電流分量的控制方法并通過(guò)了試驗(yàn)驗(yàn)證。

模塊化多電平換流器; 運(yùn)行試驗(yàn)方法; 二倍頻電流; 控制方法

1 引言

基于模塊化多電平換流器(Modular Multi-level Converter，MMC)的電壓源型換流器高壓直流輸電(Voltage Sourced Converter HVDC，VSC-HVDC)技術(shù)，克服了傳統(tǒng)兩電平、三電平技術(shù)面臨的開(kāi)關(guān)損耗高、諧波含量大及不適合應(yīng)用于高壓大容量場(chǎng)合的難題，具有模塊化程度高易擴(kuò)容、有功無(wú)功功率獨(dú)立控制、可無(wú)源供電等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為未來(lái)智能電網(wǎng)構(gòu)建和改革的重要解決方案[1-7]。

MMC在正式投運(yùn)前需要進(jìn)行型式試驗(yàn)，主要包括絕緣試驗(yàn)和運(yùn)行試驗(yàn)。其中運(yùn)行試驗(yàn)主要是考察功率器件在長(zhǎng)期實(shí)際工況下對(duì)電壓、電流及熱等關(guān)鍵應(yīng)力的耐受能力。換流閥運(yùn)行試驗(yàn)的試驗(yàn)項(xiàng)目包括最大負(fù)載運(yùn)行試驗(yàn)、最大暫態(tài)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行試驗(yàn)、最小直流電壓試驗(yàn)、閥短路電流試驗(yàn)、閥過(guò)電流關(guān)斷試驗(yàn)、故障旁路試驗(yàn)和閥電磁干擾試驗(yàn)[8]，其主要的研究熱點(diǎn)在于MMC換流閥運(yùn)行試驗(yàn)的電路設(shè)計(jì)和控制保護(hù)策略。

針對(duì)MMC換流閥運(yùn)行試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)，國(guó)內(nèi)外已有一些相關(guān)的研究。文獻(xiàn)[9]研究了閥段運(yùn)行試驗(yàn)的等效試驗(yàn)機(jī)理和等效試驗(yàn)方法；IEC 62501制定了閥段運(yùn)行試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但沒(méi)有給出明確的運(yùn)行試驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)[10]；文獻(xiàn)[11]提出了一種單個(gè)功率模塊的運(yùn)行試驗(yàn)裝置和控制方法；文獻(xiàn)[12]提出了一種閥段運(yùn)行試驗(yàn)的電路結(jié)構(gòu)并研究了其等效數(shù)學(xué)模型，基于此給出了設(shè)計(jì)系統(tǒng)參數(shù)的方法；文獻(xiàn)[13]研究了閥段運(yùn)行試驗(yàn)中基頻和直流電流分量大小的控制方法，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證；文獻(xiàn)[14]提出了一種改進(jìn)的閥段運(yùn)行試驗(yàn)裝置，并提出了一種回路電流的閉環(huán)控制策略。

本文在文獻(xiàn)[13]研究的運(yùn)行試驗(yàn)中基頻和直流電流分量的控制方法基礎(chǔ)之上，提出了一種二倍頻電流分量的控制方法，從而實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制運(yùn)行試驗(yàn)中基頻交流分量、直流分量和二倍頻交流分量的目的，并在所搭建的閥段運(yùn)行試驗(yàn)平臺(tái)中驗(yàn)證了該方法的效果。

2 MMC運(yùn)行特性

MMC的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。其由六個(gè)結(jié)構(gòu)相同的橋臂組成，每個(gè)橋臂由n個(gè)功率模塊和一個(gè)電抗器L串聯(lián)組成。功率模塊由一個(gè)電容、兩個(gè)IGBT和兩個(gè)分別與IGBT反并聯(lián)的二極管組成，稱若干個(gè)功率模塊級(jí)聯(lián)而成的結(jié)構(gòu)為一個(gè)閥段。功率模塊及閥段的結(jié)構(gòu)如圖1中虛線框內(nèi)所示。

圖1 MMC的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1 Topology structure of MMC converter

MMC工作時(shí)，每個(gè)功率模塊有投入、切除和閉鎖三種工作狀態(tài)。通過(guò)特定的調(diào)制方法和電容均壓策略[15-17]，控制每個(gè)橋臂輸出直流偏置相同、相位不同的正弦電壓波形。在MMC穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，直流母線電壓Udc、交流輸出相電壓uac(t)、上橋臂電壓up(t)、下橋臂電壓uq(t)應(yīng)滿足如下電壓關(guān)系：

(1)

在MMC穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，直流母線電流Idc、交流側(cè)電流iac(t)、上橋臂電流ip(t)、下橋臂電流iq(t)應(yīng)滿足如下電流關(guān)系：

(2)

綜上所述，換流器實(shí)際工況下橋臂電壓由多個(gè)功率模塊電容電壓疊加而成，為帶有直流偏置的正弦電壓波形；橋臂電流為帶有直流偏置的正弦電流波形。閥段運(yùn)行試驗(yàn)的目的在于等效產(chǎn)生MMC實(shí)際工況下的電壓、電流和熱應(yīng)力，以檢驗(yàn)功率模塊在實(shí)際工況下的性能。

3 MMC閥段運(yùn)行試驗(yàn)方法研究

閥段運(yùn)行試驗(yàn)所采用的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。其一次電路主要由陪試閥段、被試閥段、補(bǔ)能系統(tǒng)和負(fù)載電感組成，每個(gè)閥段均由n個(gè)功率模塊級(jí)聯(lián)組成。補(bǔ)能系統(tǒng)由三相電網(wǎng)、調(diào)壓器、多繞組變壓器和二極管不控整流橋構(gòu)成，用于補(bǔ)充運(yùn)行試驗(yàn)過(guò)程中功率模塊電容上的有功損耗。

圖2 閥段運(yùn)行試驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)Fig.2 Circuit structure of existing operational test method

所有功率模塊的電容充電至額定電壓后，控制陪試閥段輸出電壓u1(t)、被試閥段輸出電壓u2(t)具有相同的直流分量和不同的交流分量，則負(fù)載電感L上流過(guò)的電流為帶有直流偏置的正弦電流。定義圖2中的電壓、電流表達(dá)式如下：

(3)

由文獻(xiàn)[13]的推導(dǎo)可知，回路中產(chǎn)生的直流電流Idc、基頻交流電流有效值I50Hz與陪試閥段基頻交流參考電壓的有效值U1、被試閥段基頻交流參考電壓的有效值U2、參考電壓的相角差δ滿足如下關(guān)系：

(4)

式中，Udc為閥段的n個(gè)功率模塊全部投入時(shí)輸出的直流電壓；L為負(fù)載電感的值。

定義陪試閥段充電功率P1(t)和被試閥段的充電功率P2(t)為：

(5)

充電功率引起的陪試閥段總能量波動(dòng)ΔW1(t)及被試閥段總能量波動(dòng)ΔW2(t)為：

(6)

設(shè)一個(gè)閥段所有功率模塊電容儲(chǔ)存的總能量為W(t)，所儲(chǔ)能量的直流分量為Wdc，所儲(chǔ)能量的波動(dòng)分量為ΔW(t)，則有

(7)

式中,UCref為模塊電容電壓的額定值；n為閥段所包含的功率模塊個(gè)數(shù)。在實(shí)際的運(yùn)行試驗(yàn)中由于使用一定的均壓策略，使功率模塊電容電壓波動(dòng)一般控制在±10%之內(nèi)，且認(rèn)為一個(gè)閥段內(nèi)的所有功率模塊電容電壓的變化規(guī)律一致，因此可得功率模塊電容電壓的時(shí)域表達(dá)式如下：

(8)

由式(6)可知，ΔW(t)中包含基頻和二倍頻分量，因此在功率模塊電容電壓上也必定含有基頻和二倍頻的紋波，回路中存在二倍頻電流。定義陪試閥段和被試閥段功率模塊的開(kāi)關(guān)函數(shù)分別為F1(t)和F2(t)，陪試閥段和被試閥段輸出電壓調(diào)制比為m1和m2，則有如下關(guān)系式存在：

(9)

閥段輸出的電壓是由每個(gè)功率模塊輸出的電壓疊加而成，可以利用每個(gè)功率模塊電容電壓與開(kāi)關(guān)函數(shù)的乘積表示。在實(shí)際運(yùn)行中，由于投入的功率模塊數(shù)較少，IGBT死區(qū)效應(yīng)產(chǎn)生的不利影響也相對(duì)明顯。以7電平調(diào)制為例，仿真分析基波幅值損失率和相角偏移隨電壓調(diào)制度的變化關(guān)系，結(jié)果如圖3所示。

圖3 死區(qū)產(chǎn)生的不利影響隨電壓調(diào)制度的變化關(guān)系Fig.3 Relationship between dead time effect and voltage modulation ratio

由圖3可知，在模塊數(shù)一定的情況下，死區(qū)效應(yīng)的不利影響會(huì)隨著電壓調(diào)制度的升高而減小，因此可以采用提高電壓調(diào)制度的方法來(lái)減小死區(qū)效應(yīng)產(chǎn)生的不利影響。

為了同時(shí)降低死區(qū)效應(yīng)對(duì)陪試閥段和被試閥段產(chǎn)生的不利影響，設(shè)置其具有相同的基頻電壓調(diào)制度，對(duì)應(yīng)的參考電壓有效值為U，且U應(yīng)盡可能地增大。由式(4)可知，通過(guò)改變U和δ可以控制回路中電流的交直流分量大小。但在實(shí)際的運(yùn)行試驗(yàn)中，δ的取值并非是任意的。若δ的取值較大，則兩閥段投入模塊個(gè)數(shù)偏差較大，電感上瞬時(shí)電流峰值很大，功率模塊電容電壓波動(dòng)過(guò)大，容易使系統(tǒng)崩潰；若δ的取值很小，則兩閥段投入模塊個(gè)數(shù)偏差很小，電感兩端的電壓差主要是由兩側(cè)功率模塊電容電壓波動(dòng)的差值和死區(qū)效應(yīng)而形成的，這樣使得系統(tǒng)振蕩不穩(wěn)定。

綜上，為使運(yùn)行試驗(yàn)安全穩(wěn)定，應(yīng)使陪試閥段和被試閥段具有相同(或相近)且盡可能大的調(diào)制度，相角差δ不能過(guò)大或過(guò)小。在滿足以上兩個(gè)條件(m1=m2=m且5°<δ<15°)的前提下，利用式(8)和式(9)計(jì)算陪試閥段輸出電壓u1(t)和被試閥段輸出電壓u2(t)：

(10)

式中,Pdc為直流功率；k為電流調(diào)制度；ω為工頻角頻率；D1(2ωt)、E1(ωt)、D2(2ωt)、E2(ωt)、k的表達(dá)式如下：

(11)

分析式(10)可知，陪試閥段和被試閥段輸出的電壓可認(rèn)為由兩部分組成：①理想情況下，功率模塊無(wú)電容電壓波動(dòng)時(shí)輸出的電壓值，記作uref1(t)和uref2(t)；②由于電容電壓波動(dòng)和調(diào)制所引起的輸出電壓偏差值，記為uΔ1和uΔ2。展開(kāi)式(10)，得到uΔ1和uΔ2的表達(dá)式如下：

(12)

在區(qū)間(0,δ)上利用微分中值定理可近似求出電感L兩端的電壓uL的表達(dá)式，其主要包含基頻電壓uL50Hz(t)、二倍頻電壓uL100Hz(t)，表達(dá)式如下：

(13)

由于功率模塊電容電壓波動(dòng)一般控制在±10%之內(nèi)，因此電容電壓紋波對(duì)輸出的基頻電壓的幅值、相位偏移影響較小，故可近似認(rèn)為θ≈π-δ/2。因此式(13)可以化簡(jiǎn)為：

(14)

由此可以求出由于電容電壓波動(dòng)和調(diào)制策略而產(chǎn)生的二倍頻電流的幅值IM100Hz約為：

(15)

以初相為零的正弦函數(shù)代表的相量為橫軸的正方向，畫(huà)出回路中各電壓、電流的相量圖，如圖4所示。

圖4 電壓和電流關(guān)系相量圖Fig.4 Phasor diagram of voltage and current

綜上，在運(yùn)行試驗(yàn)過(guò)程中，功率模塊電容電壓除直流分量外，還主要存在基頻和二倍頻的紋波，使電感兩端產(chǎn)生了二倍頻的電壓，回路中產(chǎn)生了二倍頻電流。因此，若在調(diào)制過(guò)程中注入二倍頻參考電壓，使其在電感兩端產(chǎn)生的二倍頻電壓與圖4中UL100Hz方向相同，則可以增大回路中的二倍頻電流；若使其在電感兩端產(chǎn)生的二倍頻電壓與UL100Hz方向相反，幅值大小滿足式(15)，則可使二倍頻電流減小。此外，由于參考電壓改變將衍生出新的諧波，為減小這一不利影響，選擇受到二極管不控整流橋電壓嵌位的陪試閥段，其電容電壓波動(dòng)較小，在其參考電壓中注入二倍頻參考電壓，被試閥段參考電壓保持不變，以產(chǎn)生所需的電感兩端的二倍頻電壓。現(xiàn)給出陪試閥段和被試閥段電壓參考值的取值方法如下：

(16)

式中，Idc為運(yùn)行試驗(yàn)所需的直流電流分量大??；I50Hz為基頻電流分量的有效值；I100Hz為二倍頻電流分量的有效值。如此，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行試驗(yàn)中同時(shí)控制回路中的直流、基頻和二倍頻電流分量。

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證第3節(jié)所述方法的正確性和有效性，搭建了閥段運(yùn)行試驗(yàn)的試驗(yàn)平臺(tái)，其原理圖如圖2所示，實(shí)物圖如圖5所示，關(guān)鍵參數(shù)如表1所示。

圖5 閥段運(yùn)行試驗(yàn)平臺(tái)Fig.5 Operational test platform for VSC-HVDC valves

參數(shù)數(shù)值負(fù)載電感L/mH45模塊電容C/mF12閥段級(jí)數(shù)n6電容額定電壓UCref/V1700最大直流電壓Udc/kV102

為了檢驗(yàn)所示的閥段運(yùn)行試驗(yàn)方法對(duì)二倍頻電流分量控制的有效性，要求閥段運(yùn)行在兩種不同的工況下。這兩種不同的工況要求產(chǎn)生的直流電流、基頻電流分量相同，二倍頻電流分量不同。每項(xiàng)電流分量的要求值如表2所示。

表2 運(yùn)行試驗(yàn)各電流分量的要求值

為得到表2中兩種不同工況下所要求的各電流分量的大小，使用本文所述的運(yùn)行試驗(yàn)控制方法并在式(16)計(jì)算的理論值附近進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，最終陪試閥段和被試閥段參考電壓的表達(dá)式分別為式(17)和式(18)，其中電壓的單位為kV。

(17)

(18)

在式(17)和式(18)兩種參考電壓的取值下，回路中產(chǎn)生兩種不同的電流，利用錄波軟件得到其電流波形，如圖6所示。

圖6 運(yùn)行試驗(yàn)電流波形Fig.6 Waveforms of operational test current

工況1和工況2中電流的直流分量、基頻分量和二倍頻分量的實(shí)際值如表3所示。

表3 運(yùn)行試驗(yàn)各電流分量的實(shí)際值

分析表2和表3的數(shù)據(jù)可知，兩種工況下運(yùn)行試驗(yàn)各電流分量的實(shí)際值和要求值的偏差均在±5%以內(nèi)，表明該控制方法對(duì)各電流分量的大小有較為精確的控制作用，驗(yàn)證了其正確性和有效性。

5 結(jié)論

本文提出了一種柔性直流輸電系統(tǒng)中模塊化多電平換流器的閥段運(yùn)行試驗(yàn)方法，其特點(diǎn)是在原有的陪試閥段調(diào)制電壓中注入二倍頻參考電壓以控制運(yùn)行試驗(yàn)產(chǎn)生的二倍頻電流分量的大小。在所搭建的運(yùn)行試驗(yàn)平臺(tái)上檢驗(yàn)該方法，發(fā)現(xiàn)得到的各電流分量的實(shí)際值和要求值的偏差均在±5%以內(nèi)，因此該方法可以較精確地控制二倍頻、基頻和直流電流分量的大小，驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性。

[1] Flourentzou N, Agelidis V G, Demetriades G D. VSC-based HVDC power transmission systems: An overview [J].IEEE Transactions on Power Electronics, 2009, 24(3):592-602.

[2] Franquelo L G, Rodriguez J, Leon J I, et al. The age of multi-level converters arrives[J]. IEEE Industrial Electronics Magazine, 2008, 2(2): 28-39.

[3] Davidson C C，Trainer D R. Innovative concepts for hybrid multi-level converter for HVDC power transmission[A]. 9th IET International Conference on AC and DC Power Transmission[C]. London，UK，2010. 1-5.

[4] Reed G, Pape R, Takeda M. Advantages of voltages source converter(VSC) based design concepts for FACTS and HVDC-link applications[A].IEEE Power Engineering Society General Meeting [C]. Toronto, Canada, 2003. 1821-1861.

[5] 羅永捷，李耀華，李子欣，等(Luo Yongjie, Li Yaohua, Li Zixin, et al.).多端柔性直流輸電系統(tǒng)直流故障保護(hù)策略(DC short-circuit fault protection strategy of multiterminal-HVDC systems)[J].電工電能新技術(shù)(Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy),2015,34(12):1-6.

[6] 文俊，張一工，韓民曉，等(Wen Jun, Zhang Yigong, Han Minxiao, et al.).輕型直流輸電：一種新一代的HVDC技術(shù)(HVDC based on voltage source converter: A new generation of HVDC technique)[J].電網(wǎng)技術(shù)(Power System Technology)，2003, 27(1): 47-51.

[7] 曾丹，姚建國(guó)，楊勝春，等(Zeng Dan, Yao Jianguo, Yang Shengchun, et al.).柔性直流輸電不同電壓等級(jí)的經(jīng)濟(jì)性比較(Economy comparison of VSC-HVDC with different voltage levels)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化(Automation of Electric Power Systems)，2011,35(20)：98-102.

[8] 湯廣福，賀之淵，龐輝，等(Tang Guangfu, He Zhiyuan, Pang Hui, et al.).柔性直流輸電工程技術(shù)研究、應(yīng)用及展望(Research, application and development of VSC-HVDC engineering technology)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化(Automation of Electric Power Systems), 2013, 37(15):3-14.

[9] 湯廣福，溫家良，賀之淵，等(Tang Guangfu，Wen Jialiang，He Zhiyuan，et al.).大功率電力電子裝置等效試驗(yàn)方法及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用(Equivalent testing approach and its application in power system for high power electronics equipments)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)(Proceedings of the CSEE)，2008，28(36)：1-9.

[10] IEC62501,Electrical testing of voltages sourced converter (VSC) valves for high-voltage direct current (HVDC)power transmission[S].

[11] 李春平，客金坤，賀之淵, 等(Li Chunping, Ke Jinkun, He Zhiyuan, et al.).一種用于MMC柔性直流子模塊穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的測(cè)試裝置和方法(Test devices and method for MMC sub-modules in steady state operation)[P].中國(guó)專利(Chinese Patent)：103728508A，2013.

[12] 吳亞楠，湯廣福，查鯤鵬，等(Wu Yanan, Tang Guangfu, Zha Kunpeng, et al.). 模塊化多電平HVDC閥段測(cè)試試驗(yàn)主回路數(shù)學(xué)模型及參數(shù)設(shè)計(jì)(Mathematical model and parameter design of main circuit for operational test of modular multi-level HVDC converters valves)[J].電網(wǎng)技術(shù)(Power System Technology)，2013，37(1):65-70.

[13] 吳亞楠，呂天光，湯廣福，等 (Wu Yanan, Lv Tianguang, Tang Guangfu, et al.).模塊化多電平VSC-HVDC閥段的測(cè)試試驗(yàn)方法(Operational test method for VSC-HVDC valves based on modular multi-level converters)[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)(Proceedings of the CSEE)，2013, 32(30): 8-15.

[14] 鄭博文，王軒，趙東元，等(Zheng Bowen, Wang Xuan, Zhao Dongyuan, et al.).一種改進(jìn)的MMC閥段運(yùn)行試驗(yàn)裝置及其控制策略(An improved operational test device for MMC valves and its control strategy)[J].電網(wǎng)技術(shù)(Power System Technology)，2014,38(9): 2611-2616.

[15] Rohner S, Bernet S, Hiller M, et al. Pulse width modulation scheme for the modular multilevel converter[A].European Conference on Power Electronics and Applications (EPE) [C]. Barcelona，Spain, 2009. 1-10.

[16] 管敏淵，徐政(Guan Minyuan, Xu Zheng).MMC型VSC-HVDC系統(tǒng)電容電壓的優(yōu)化平衡控制(Optimized capacitor voltage balancing control for modular multilevel converter based on VSC-HVDC system)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)(Proceedings of the CSEE)，2011，31(12):9-14.

[17] 李強(qiáng)(Li Qiang).模塊化多電平換流器調(diào)制策略的研究(Research on modulation strategy of modular multilevel converter)[D]. 北京: 中國(guó)電力科學(xué)研究院(Beijing:China Electric Power Research Institute)，2010.

[18] 周月賓，江道灼，郭捷，等(Zhou Yuebin，Jiang Daozhuo，Guo Jie， et al.).模塊化多電平換流器子模塊電容電壓波動(dòng)與內(nèi)部環(huán)流分析(Analysis of sub-module capacitor voltage ripples and circulating currents in modular multilevel converters)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)(Proceedings of the CSEE)，2012，32(24):8-14.

[19] 屠卿瑞，徐政，鄭翔，等(Tu Qingrui, Xu Zheng, Zheng Xiang, et al.).模塊化多電平換流器型直流輸電內(nèi)部環(huán)流機(jī)理分析(Mechanism analysis on the circulating current in modular multilevel converter based HVDC)[J].高電壓技術(shù)(High Voltage Engineering)，2010,36(2)：547-552.

Research on operational test method for modular multi-level converter valves

XU Bin1，2， WANG Ping1， LI Zi-xin1， SUN Xiao-ping3， YANG Xiao-ping3

(1. Key Laboratory of Power Electronics and Electric Drive, Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Xi’an XD Power Systems Co. Ltd.， Xi’an 710065, China)

The operational test method for modular multi-level converter valves is researched. The negative effect of the dead time effect is analyzed, and the configuration principle of the amplitude and phase of reference voltage is given. The cause of the two frequency current in circuit is analyzed, and the calculating formula of the amplitude is derived, and the control method of the two frequency current is added on the existing method of controlling the fundamental frequency current and DC current. Finally, the experimental platform is set up to verify the correctness and effectiveness of the proposed method.

modular multi-level converter; operational test method; two frequency current; control method

2015-12-09

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃) 資助項(xiàng)目(2015AA050102)

許 彬 (1990-), 男, 山東籍, 碩士研究生, 研究方向?yàn)槿嵝灾绷鬏旊娂夹g(shù); 王 平 (1955-), 男, 上海籍, 教授級(jí)高級(jí)工程師, 研究方向?yàn)殡娏﹄娮幼儔浩鳌?特種電源、 大功率有源濾波器。

TM72

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1003-3076(2016)07-0024-07