模块化多电平换流器的建模与控制策略研究的中期报告中期报告一、研究背景模块化多电平换流器（ModularMultilevelConverter，MMC）是新型的换流器拓扑结构，在高压高功率变流器领域具有广阔的应用前景。MMC采用分模块组成的并联结构，每个模块接受一个高频交流信号，通过内部电压分类设备调整为每个级间的直流电压，从而形成多电平输出电压波形。MMC的输出电压具有调制器自然平滑的特点，不仅可以提高系统效率，减少谐波产生，而且可以实现无电容器输出。因此，MMC已经成为高压直流输电、电网稳定性控制、电动汽车快速充电等领域的研究热点。本项目旨在研究MMC的建模及其控制策略，以实现系统的高效稳定性和可靠性，为该领域的研究和应用提供支撑。二、研究内容和进展1.MMC建模MMC的建模是该项目的基础。我们已掌握MMC的基本结构和其内部电压分类控制策略，并基于MATLAB/Simulink软件进行建模。MMC的建模包括子模块电压平衡控制、电容充放电平衡控制、模块之间的电流平衡控制和直流侧电压控制几个方面。我们根据MMC结构的特点，设计了对应的电路拓扑，并建立了仿真模型。2.MMC控制策略MMC的控制策略是实现系统高效稳定性和可靠性的关键。我们正在研究MMC的各个子模块之间的电压均衡控制策略，以及整个系统的直流电压控制方法。其中，我们采用了基于柔性直流输电系统的控制策略，并通过MATLAB/Simulink仿真验证其有效性。3.预期成果我们预计在完成MMC的控制策略研究后，可以实现MMC的快速开发，从而为实际应用提供支持。同时，我们还计划通过模拟实验进行模块电路参数的优化和选择，以获得更好的性能和效率。三、存在的问题和解决方案1.建模中存在一些误差。解决方案：我们将逐步完善MMC的仿真模型，优化模型参数，并通过实验验证其准确性。2.直流电压的控制策略还需要进一步研究。解决方案：我们将继续深入研究直流电压控制策略，尝试采用多种方法进行比较，并优化控制策略。四、下一步研究计划1.MMC控制策略的优化和改进，包括模块电路参数的选择和优化，以及直流电压控制策略的比较。2.通过实际实验对整个系统进行验证，包括电压平衡控制、电容充放电平衡控制和模块之间的电流平衡控制等各个方面。3.完成论文撰写和论文答辩，推广研究成果。五、参考文献[1]林健生.模块化多电平变流器[M].北京：中国电力出版社，2015.[2]Zhang,Y.X.,Xu,X.J.&Gu,J.Q.Theapplicationofmodularmultilevelconverterinhigh-voltageDCtransmissionsystems[J].RenewableandSustainableEnergyReviews,2018,81(2):1643-1650.[3]Chen,X.M.,Meng,Z.,Li,K.Q.,Chen,Y.,&Li,Z.H.AflexiblecontrolstrategyforDC-sidevoltageregulationofmodularmultilevelconverterinhighvoltagedirectcurrentgrid[J].IETPowerElectronics,2019,12(9):2153-2164.