基于MMC的柔性直流输电站级控制器的设计及其动模实验

罗 程，赵成勇，张宝顺，倪晓军，翟晓萌，郭春义

（新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京 102206）

基于MMC的柔性直流输电站级控制器的设计及其动模实验

罗 程，赵成勇，张宝顺，倪晓军，翟晓萌，郭春义

（新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京 102206）

站级控制器是模块化多电平换流器柔性直流输电控制系统的核心部分，与上位机、下层控制器协同配合实现柔性直流输电的可靠控制。对基于MMC-HVDC站级控制器主要功能进行了分析，提出了一种站级控制器硬件结构设计方案，并针对该硬件结构以及功能需求设计了软件程序逻辑。研制了基于该站级控制器的4KV/100KW的MMC-HVDC实验样机，在样机上进行稳态实验以及电压阶跃实验，结果表明系统能够正确快速进行有功类无功类物理量的调节，并能对交流系统故障以及控制器通信故障进行清除，验证了站级控制器硬件结构及程序逻辑的正确性。

柔性直流输电；模块化多电平换流器；站级控制器；实验样机

0　引 言

模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）区别于以往由多个开关器件直接串联构成的两电平、三电平电压源换流器（voltage source converter，VSC）结构［12］，采用子模块级联的方式有效降低了串联绝缘栅双级型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）器件的损耗、降低交流侧谐波含量，另外这种结构也避免了两电平三电平电压源换流器中大量IGBT串联所引起的系统可靠性的问题［35］。

MMC结构自提出以来，得到了广泛的关注与研究，包括建模［67］、调制策略［810］、电容均压［1113］、保护［14］等，在理论研究上取得了巨大进展，而针对MMC物理系统及控制器的研究较少，文献［15］介绍了基于南澳柔性直流输电示范工程的背靠背大功率柔性直流输电样机。……