摘要：模块化多电平矩阵换流器(MMMC)作为一种新型的AC/AC变换装置,在分频输电等低频大容量场合很具优势,但其桥臂电流的控制较为复杂。首先对MMMC的拓扑结构进行分析并建立了数学模型,研究了桥臂电流的构成。针对桥臂电流传统的直接控制法控制精度较差的问题,引入了准比例谐振(QPR)控制策略,根据分频输电系统的特性设计了基于输入输出频率的准比例谐振控制器。根据系统有功和无功的控制要求,给出了定有功控制和定无功控制的外环控制策略。同时,推导了子模块电容电压和有功功率的关系,并对其应用双Clarke变换,提出了基于系统有功功率的子模块电压平衡策略。最后,在仿真平台上搭建了MMMC-FFTS系统仿真模型,对系统的稳态和暂态响应分别进行了仿真,并对直接控制和QPR两种控制方法的仿真结果进行了比较。仿真结果表明:改进的控制方法具有良好的稳态和暂态性能,且参考值跟踪精确度更高,验证了所提方法的可行性与优越性。

摘要：分频输电作为一种新型输电方式,在风电远距离送出场景下极具优势。为了给远距离风电经分频输电系统送出场景下的关键变频设备——模块化多电平矩阵式换流器(modular multilevel matrix converter,M3C)在工程上的实机研制与生产运行提供参考,首先介绍了分频输电的特性、风电经分频输电送出的系统方案与拓扑以及分频输电系统的关键变频设备。在此基础上,研制了分频输电系统中工/分频能量变换的关键设备——35 kV/3 MVA M3C变频器,并进行了性能试验。试验结果表明:分频变频器工程样机满载情况下的效率、模块电压不均衡度、电压/电流谐波畸变率、分频侧频率调节偏差以及功率阶跃响应时间等关键性能指标均符合设计要求。最后对分频输电系统的发展前景以及效益进行了分析,同时也指出了目前分频输电系统发展所面临的技术挑战。