MMC模块化多电平换流器简介
MMC电磁仿真建模
基于MMC电磁仿真建模1.模块化多电平换流器建模研究模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）是一种新型电压源型换流器（voltage source converter ,VSC）拓扑结构。
基于子模块级联结构的MMC具有很多的优点，如保持较大桥臂等效开关频率的同时降低开关频率和开关损耗，不涉及直接串联开关元件动作一致性问题，输出的交流波形具有较高的质量。
因此，MMC在高电压大容量输送电能和电力驱动应用方面有很大的前景。
MMC详细模型只能通过小步长来捕捉高频开关的精确变化，且每有开关动作时须更新系统的导纳矩阵。
随着电力系统规模的不断扩大，MMC的大量应用及其子模块数目的增长，详细模型原有的仿真算法给电磁暂态仿真造成了极大的仿真负担。
下面将提出两种MMC建模方法。
2.一种基于多频段动态相量法的MMC换流器建模方法研究多频段动态相量法首先对信号进行频率分解，然后按频段重组，再针对重组的信号分频段移频，最后利用多核CPU进行大步长并行仿真。
2.1MMC拓扑结构MMC 主电路拓扑及其子模块结构如图1所示。
其主电路包括三个相单元，每相由上、下桥臂组成。
每个桥臂均由1个电抗器和N个子模块串联组成。
图1 MMC结构示意图：（a）MMC主电路图，（b）MMC子模块结构图2.2MMC开关模型子模块的开关函数：(1)其中，=1表示第K个子模块耦合到桥臂，参与桥臂运行；=0表示第K个子模块被旁路，不参与桥臂运行。
图2是MMC开关函数模型。
图2 MMC开关函数模型2.3 多频段动态相量耦合模型多频段动态向量模型：（2）2.4多频段动态相量解耦模型为了利用并行技术加快仿真，需对上式做简化处理，处理结果如下：（3）经过近似处理，各频段间解耦，各频段仿真可并行。
3.MMC换流器的戴维南等效模型MMC换流器的戴维南等效模型的目标是从图1所示的MMC出发，建立包含N个子模块的一个MMC桥臂的戴维南等效模型，如下图所示。
模块化多电平换流器(MMC)原理简介
3、用途介绍
柔性直流输电
110KV侧短路容1000MVA 等效电感 0.0385
e1r Idc e2r DC1 e1l e2l
0.0385 [H]
R=0
3 [MVAR]
10 [MW]
A端电网
B端电网
R=0
#1
#2
e1l
rectify
inverter
e1r
0.0385 [H] #1 #2
3、用途介绍
5、MMC功率模块均压控制
每个MMC换流器的功率模块电压的分别进行均衡控制，6个桥臂相互之间没有影 响。 在一个控制周期内，则根据桥臂电流的方向确定此桥臂功率模块的投入/切除状态： （a）若桥臂电流为投入的模块电容充电，则功率模块按照电容电压从低到高的 顺序排列，最低的N个模块在该控制周期内一直处于投入状态。 （b）若桥臂电流为投入的模块电容放电，则功率模块按照电容电压从高到低的 顺序排列，最高的N个模块在该控制周期内一直处于投入状态。
据全国大部分的市场份额。
32
2、鼠笼型异步电机 在不影响“能起动”的前提下，尽可能减小起动电流， 以减小起动电流对电网的冲击 I. 降压起动（起动电流减小，起动转矩随电压平方减小） 1 自耦变压器降压起动
2 Y 转换起动
3 定子回路串电抗器起动 4 用晶闸管构成的交流调压器降压起动
33
2、鼠笼型异步电机
模块 2CL2 模块 2CL20
换流器1
换流器2
MMC主回路拓扑结构
技术特点
1）所需开关器件耐压低，对器件的一致性要求低； 2）电平数多，谐波大大降低；
3）开关频率更低，开关损耗更小，系统利用率更高。
4) 很容易实现背靠背结构，能量方便双向流动。 5）无需输出变压器，大大地减小了装置体积和损耗，并且 节约了成本。 siemens和中国电科院所投 运的VSC-HVDC工程均采用 此拓扑结构。 6) 模块化的结构使得容量拓展和冗余设计更为容易。
MMC技术解读：打造现代化电力系统
MMC技术解读：打造现代化电力系统在过去的几十年里，全球电力系统经历了巨大的变革。
传统的同步发电机逐渐被更加高效、可靠的燃气轮机和风力发电机所取代。
然而，这些新型发电设备的接入给电力系统带来了新的挑战。
同步发电机时代的电力系统依赖于发电机和负载之间的同步运行，而新型发电设备的接入则导致了电力系统的动态变化。
为了解决这一问题，模块化多状态控制器（Modular Multilevel Converter, MMC）技术应运而生。
以我国为例，近年来，我国风力发电和太阳能发电行业取得了显著的发展。
然而，这些新型发电设备的接入给电力系统带来了巨大的挑战。
为了解决这一问题，我国研究人员和工程师积极开展了MMC技术的研究和应用。
以我国国家电网公司为例，其已在全国范围内建设了大量基于MMC技术的直流输电线路，实现了电力资源的跨区域调配，提高了电力系统的运行效率和可靠性。
除了在电力系统中应用外，MMC技术还可广泛应用于其他领域。
以电动汽车充电桩为例，通过采用MMC技术，充电桩能够实现高效、快速的充电，满足电动汽车的需求。
MMC技术还可应用于智能电网、船舶电力系统、可再生能源等领域，为这些领域的发展提供了强大的技术支持。
然而，MMC技术的应用也面临一定的挑战。
MMC设备的成本相对较高，制约了其在电力系统中的应用。
MMC技术的研发和运维需要高素质的专业人才，这对我国电力行业的人才培养提出了更高的要求。
MMC技术在实际应用中还需克服诸多技术难题，如故障处理、散热问题等。
MMC技术作为一种新兴的电力电子技术，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
通过不断研究和创新，我国电力行业有望借助MMC技术，打造现代化、高效、可靠的电力系统，为经济社会发展提供强大的动力。
同时，我们也要认识到，MMC技术的应用仍需克服诸多困难和挑战。
因此，我国政府和相关部门应加大对MMC技术研发和产业化的支持力度，培养高素质的专业人才，推动电力行业的持续发展。
向无源网络供电的MMC型直流输电系统建模与控制
向无源网络供电的MMC型直流输电系统建模与控制管敏渊;徐政【摘要】模块化多电平换流器(MMC)是一种适合用于电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)的多电平电压源换流器拓扑.本文分析了向无源网络供电的MMC 型VSC-HVDC的系统结构和工作原理,给出了MMC型VSC-HVDC通用的换流系统和受端交流系统的数学模型,据此建立了无源逆变的内环电流和外环电压的双闭环控制系统.通过给定无源逆变的同步相位,保证了供电频率的不变性.在PSCAD/EMTDC中搭建了向无源网络供电的MMC型VSC-HVDC仿真系统,对有功和无功负荷增加以及交流电压抬升等三种工况进行了仿真研究.仿真结果表明所设计的控制器可以实现快速精确的电压电流反馈控制,具有良好的稳态精度和暂态响应特性,能够向无源网络提供高质量的电能供应.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2013(028)002【总页数】9页(P255-263)【关键词】模块化多电平换流器;电压源换流器型高压直流输电;无源网络;矢量控制;双闭环【作者】管敏渊;徐政【作者单位】浙江大学电气工程学院杭州 310027;浙江大学电气工程学院杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TM7211 引言基于晶闸管的传统直流输电技术需要借助外部电源实现换相，因此无法向无源网络供电[1]。
这是传统直流输电的重要技术缺陷。
电压源换流器型直流输电技术，也称为柔性直流输电技术，是新一代的直流输电技术。
VSC-HVDC采用可关断器件，无须借助外部电源实现换相，可以向无源网络供电，从而拓展了直流输电技术的应用领域[2-5]。
随着国民经济的发展，向城市中心和海上孤岛等无源负荷供电以及间歇型分布式能源系统并网的需求日益增加。
在实际工程方面，ABB公司的 Troll A VSC-HVDC工程已于2005年投运，用于向海上油气平台提供低成本、高可靠性的清洁电能，取得了很好的经济技术效果[6]；另外，该公司的Valhall等多个类似的工程也正在建设当中[7]。
mmc的模块类型、控制原理
MMC，全称为模块化多电平换流器（modular-multilevel-converter，MMC），是一种新型的电力电子设备。
它具有模块化的结构，可以灵活地扩展以适应不同的电力需求。
以下是MMC的模块类型和控制原理：
1. 模块类型：
MMC的模块类型主要包括以下几种：
* 半桥模块：这是最基本的模块类型，它由两个IGBT和一个二极管组成。
半桥模块可以单独控制，实现电压的快速调节。
* 全桥模块：全桥模块由四个IGBT和两个二极管组成，可以实现更高的电压输出和更快的开关速度。
* 多电平模块：多电平模块由多个半桥或全桥模块串联而成，可以实现多电平输出，从而减小电压输出波形的畸变。
2. 控制原理：
MMC的控制原理主要基于脉冲宽度调制（PWM）技术。
控制系统根据所需的输出电压和电流来生成相应的PWM波形，然后通过控制每个模块的开关状态来调节输出电压和电流。
MMC的主要控制方式包括：
* 直接电流控制：通过控制每个模块的电流来实现对输出电流的控制。
这种方式具有快速的动态响应和较高的精度。
* 间接电压控制：通过调节MMC的输入电压来间接控制输出电压。
这种方式适用于对电压控制精度要求较高的场合。
* 混合控制：将直接电流控制和间接电压控制相结合，以实现更好
的控制效果。
这种方式可以根据实际需求进行灵活配置。
在实际应用中，MMC可以通过增加或减少模块的数量来实现输出电压的调节。
由于MMC具有模块化的结构，因此其扩展和维护都相对较为方便。
此外，MMC还具有较低的开关损耗和较高的效率，因此在风电、光伏等新能源领域得到了广泛的应用。
模块化多电平换流器电磁暂态高效建模方法研究
模块化多电平换流器电磁暂态高效建模方法研究一、本文概述随着可再生能源的大规模接入和电网结构的日益复杂，模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）作为一种先进的电力电子装置，在高压直流输电（High-Voltage Direct Current, HVDC）、灵活交流输电系统（Flexible AC Transmission Systems, FACTS）等领域得到了广泛应用。
MMC的电磁暂态特性对于电力系统的稳定运行和故障分析至关重要。
开展模块化多电平换流器电磁暂态高效建模方法的研究，对于提高电力系统的安全性和经济性具有重要意义。
本文旨在探讨模块化多电平换流器电磁暂态高效建模方法，通过对MMC的基本结构和工作原理进行分析，结合现有建模方法的优缺点，提出一种更为高效、准确的建模策略。
本文首先介绍MMC的基本结构和工作原理，然后分析现有建模方法的主要问题和局限性，接着详细阐述本文提出的高效建模方法，并通过仿真实验验证该方法的准确性和有效性。
本文还将对高效建模方法在实际工程中的应用前景进行讨论和展望。
通过本文的研究，希望能够为模块化多电平换流器的电磁暂态建模提供一种新的高效方法，为电力系统的稳定运行和故障分析提供有力支持，同时也为相关领域的研究提供参考和借鉴。
二、模块化多电平换流器基本理论模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）是一种先进的电力电子变换器拓扑，特别适用于高压大功率的电力系统应用，如高压直流输电（HVDC）和柔性交流输电系统（FACTS）。
MMC的基本结构由多个级联的子模块（Submodule, SM）和一个公共的直流侧电容组成，每个子模块都可以独立控制其投入或切除，从而实现对输出电压的精细调节。
MMC的核心思想是通过增加子模块的级数来实现电压等级的提升，同时保持每个子模块相对较低的电压应力。
子模块通常采用半桥（Half-Bridge, HB）或全桥（Full-Bridge, FB）结构，其中HB结构包含两个开关管和一个电容器，而FB结构则包含四个开关管和一个电容器。
模块化多电平换流器(MMC)调制方法综述
•分布式电源及并网技术！电器与能效管理技术(2017%). 8)模块化多电平换流器（MMC )调制方法综述王蕊1，王斌2，万杰星1(!东南大学电气工程学院，江苏南京210096;2.中航宝胜海洋工程电缆有限公司，江苏南京225100)摘要：介绍了模块化多电平换流器（MMC )的拓扑和工作原理，分类别详叙了各种调制方法。
总结了不同调制技术的优缺点和应用场合，为MMC 的工程应用提供了借鉴意义。
提出了 MMC 调制技术的改进方向，对进一步的研究探索有积极意义。
关键词：模块化多电平换流器；调制技术；载波移相调制法；载波层叠调制；最近电平逼近调制；多电平SVPWM ;特定次谐波消除脉宽调制中图分类号：TM 46文献标志码# A文章编号# 2095-8188(2017)08-0043-05DOI : 10.16628/j . cnki . 2095-8188. 2017. 08. 011王 蕊（1993—），女，硕士研究生，研 究方向为电力电子 技术在电力系统中 的应用。
Review on Modulation Metliods for Modular Multi-level ConvertersWANG Rui 1， WANG Bin 2， WAN Jiexing 1(1. School of Electrical Engineering ，Southeast University ，Nanjing 210096，China ;2. China Ocean Engineering Baoshen Cable Co .，Ltd .，Nanjing 225100，China )Abstract ： The topology and working principle ofmodular multi-level converter ( MMC ) were introduced andthe different modulation methods were introduced in detail . Next，it summarized the advantages and disadvantages of different modulation techniques and applications，providing a reference for the MMC ) s engineering application .At last ， this paper put forward the improvement direction of MMC modulation technology ，significance for the further research and exploration .Key words ： modular multi-level converter ( MMC ); modulation technique ; carrier phase shifted SPWM ( CPS -SPWM ); phase disposition PWM (PDPWM ); nearest level modulation (NLM ); multi-level space vector PWM ( SVPWM ); selective harmonic elimination PWM ( SHEPWM )步的研究成果，展现出良好的应用前景[1]。
模块化多电平换流器(MMC)原理简介方案
4、MMC控制策略
【总体控制功能设计】 外环控制器：换流器1作为从站，换流器2作为主站，高压直流电压（额定极间电压 20 kV）由换流器1从站负责控制，两站之间的有功功率可以反转，两站各自的无功 功率控制相互独立。 换流器1为直流电压环+无功功率给定； 换流器2为有功功率给定+无功功率给定；
5、MMC功率模块均压控制
为了保持 磁通为常数，调频时应同时调压，使 U/F=C, 变频调速系统常被称为变压变频（VVVF） 调速系统
(Variable voltage,variable frequnecy)
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3 异步电动机的调速
变频调速
n
n0(1
s
)
60 f1 p
(1
s
)
MMC目前的技术能力能够满足： 在1-50Hz变频工况，功率单元按照
2、主回路参数设计
桥臂电感Larm设计
由于交流侧的三相线电压有效值为10 kV，即相电压有效值为5.77 kV。由于 直流电压为20 kV，则MMC输出的交流相电压有效值最大为7.07 kV。 ±2.5 Mvar,零功率因数运行时，允许电感上的压降最大为 7.07kV 5.77kV 1.3kV 此时，允许的网侧电感最大值为1.3 kV/(2×50 Hz×π×145A)=28.6 mH。 在初始引进技术资料中取值20mH。
3、用途介绍
柔性直流输电
R=0 R=0
110KV侧短路容1000MVA 等效电感 0.0385
0.0385 [H]
rectify e1r Idc
e1l inverter
e1l
e1r
#1 #2
e2r DC1 e2l
#1 #2
基于新型模块化多电平变换器的五电平PWM整流器
基于新型模块化多电平变换器的五电平PWM整流器一、本文概述随着电力电子技术的不断发展，多电平变换器已成为现代电力系统中重要的研究方向之一。
模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter, MMC）因其高电压、大容量的特性，在高压直流输电（HVDC）、风力发电和电机驱动等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在研究一种基于新型模块化多电平变换器的五电平PWM（脉冲宽度调制）整流器，通过对其拓扑结构、工作原理和控制策略的分析，为现代电力电子系统的优化设计与稳定运行提供理论支持和技术指导。
本文首先介绍了模块化多电平变换器的基本原理和五电平PWM整流器的拓扑结构，阐述了其在现代电力电子系统中的重要性和优势。
接着，详细分析了五电平PWM整流器的工作原理，包括其调制策略、开关状态切换以及功率因数校正等方面。
在此基础上，本文提出了一种适用于五电平PWM整流器的控制策略，旨在实现高效、稳定的能量转换和电网接入。
本文还对五电平PWM整流器的性能进行了仿真和实验研究，验证了其在实际应用中的可行性和有效性。
通过对比传统整流器与五电平PWM整流器的性能，本文进一步证明了新型模块化多电平变换器在提升电力电子系统性能、降低谐波污染和提高能源利用效率等方面的优势。
本文的研究对于推动模块化多电平变换器和五电平PWM整流器在现代电力电子系统中的应用具有重要意义。
通过对其拓扑结构、工作原理和控制策略的研究，有望为电力电子技术的发展提供新的思路和方向，为现代电力系统的智能化、绿色化和高效化提供有力支持。
二、模块化多电平变换器原理及特性分析随着电力电子技术的不断发展，模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter, MMC）已成为高压大功率应用中的关键设备。
MMC以其独特的结构设计和灵活的扩展性，在电力系统中得到了广泛应用。
本文所研究的五电平PWM整流器，正是基于MMC的一种实现方式。
mmc模块化多电平换流器波形
mmc模块化多电平换流器波形
MMC（Modular Multilevel Converter）模块化多电平换流器是
一种高压直流断路器，主要用于高压直流输电系统中将交流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电。
它的主要优点是可以实现较高的电压调节范围、较低的谐波含量以及较好的容错能力。
MMC的波形主要取决于其控制策略和所采用的调制技术。
一
般来说，MMC的输出电压波形是多电平波形，在正常运行状
态下，其形状近似于一个正弦波，但是波形的幅值可以在几个不同的电平之间进行调节，以实现对输电系统的电压控制。
具体来说，MMC的波形通常采用PWM（Pulse Width Modulation）调制技术产生。
PWM调制技术通过调节开关器
件的开关周期和占空比，来控制输出电压的波形。
在MMC中，每个模块都有自己的PWM控制器，通过协调各个模块的开通
和关断动作，可以实现多电平的输出波形。
对于MMC来说，常见的多电平输出波形有三电平和五电平波形。
三电平波形通过控制开关器件的开通和关断，使得输出电压可以在三个电平（正、零、负）之间进行切换。
五电平波形则通过增加两个电平（正中、负中）来进一步提高输出电压的精度。
这些多电平波形可以有效地降低谐波含量，提高功率转换效率。
总之，MMC模块化多电平换流器的波形是通过PWM调制技
术产生的多电平波形，可以根据需要进行电压调节，以满足不同的输电系统要求。
mmc子模块工作电压
mmc子模块工作电压
（实用版）
目录
1.MMC 子模块简介
2.MMC 子模块的工作电压范围
3.MMC 子模块的工作电压对系统性能的影响
4.结论
正文
1.MMC 子模块简介
MMC（Multi-Level Converter）子模块，即多电平转换器子模块，是一种广泛应用于电力电子系统的电力电子设备。
其主要功能是在不同的电压等级之间进行电能的转换和调节。
在我国新能源发电和电力系统中，MMC 子模块发挥着重要作用，提高了电力系统的稳定性和可靠性。
2.MMC 子模块的工作电压范围
MMC 子模块的工作电压范围较广，通常在几十伏到上千伏之间。
具体的工作电压取决于其所处的电力系统和应用场景。
例如，在风力发电和光伏发电系统中，MMC 子模块的工作电压通常在几百伏到上千伏之间；而在电动汽车充电系统和工业控制领域，MMC 子模块的工作电压可能只有几十伏。
3.MMC 子模块的工作电压对系统性能的影响
MMC 子模块的工作电压对系统性能有着重要影响。
首先，工作电压的稳定性直接影响着系统的输出功率和效率。
当工作电压偏离最佳工作点时，系统的输出功率和效率都会降低。
其次，工作电压的波动会导致系统中的其他元件（如电容器、电感等）的电流和电压波动，从而影响系统的稳定性和可靠性。
因此，在设计和应用 MMC 子模块时，需要充分考虑其工作
电压对系统性能的影响，并采取相应的优化措施。
4.结论
综上所述，MMC 子模块是一种重要的电力电子设备，其工作电压范围较广，对系统性能有着重要影响。
模块化多电平变换器
模块化多电平变换器(MMC)的脉冲宽度调制的实验和控制摘要：模块化多电平变换器(MMC)是新一代不需要变压器而实现高、中压电力转换的多级转换器中的一种。
MMC的每相是基于多个双向斩波单元的串级连接。
因此需要对每个浮动的直流电容器进行电压平衡控制。
然而，目前还没有文章涉及到通过理论和实验验证来实现电压平衡控制的明确讨论。
本文涉及两种类型的脉冲宽度调制模块化多电平转换器(PWMMMCs)来解决他们的电路配置和电压平衡控制。
平均控制和平衡控制的结合使脉冲宽度调制模块化多电平转换器(PWMMMCs)在没有任何外部电路的情况下实现电压平衡。
脉冲宽度调制模块化多电平转换器(PWMMMCs)的可行性,以及电压平衡控制的有效性,通过仿真和实验已经被证实。
关键词：电压电力转换，多级转换器，电压平衡控制一、介绍：大功率的转换器的应用需要线性频率变压器来达到加强电压或电流的额定值的目的（见参考文献【1】——【4】）。
2004年投入使用的80MW的静态同步补偿器的转换侧由18个中点箝位(NPC)式转换器组成（文献【4】），每个系列的交流双方串联相应的变压器。
线性变压器的使用不仅使转换器笨重,而且也导致当单线接地故障发生时出现直流磁通偏差（文献【5】）。
最近，许多关于电力系统和电力电子的多级转换的科学家和工程师，参与到多电平变换器为了实现无需变压器而实现中压电力转】换（文献【6】-【8】）。
两种典型的方法有：（1）多级多电平转换(DCMC) （文献【6】, 【7】）;（2）飞跨电容型多电平变换器(FCMC)（文献【8】）。
三电平多级多电平转换器（DCMC）或者NPC转换器已经被投入实际使用，如果在DCMC中电平的数量超过三个，容易导致串联的直流电容内在电压的不平衡，因此两个直流电容需要一个外部电路（例如buck—boost斩波电路）（文献【11】），此外，一个箝位二极管耐压值的增长是非常有意义的，而且这种增长需要每相串联多个模块，这就造成一些困难。
模块化多电平换流器原理及应用
模块化多电平换流器原理及应用模块化多电平换流器是一种电力电子设备，用于实现多电平电压波形的转换和控制。
它由多个子模块构成，每个子模块负责产生一个电平的电压波形，通过合理的组合和控制，可以实现所需的多电平输出。
本文将介绍模块化多电平换流器的原理和应用。
1. 原理：模块化多电平换流器的原理基于电力电子技术和PWM调制技术。
它采用多个子模块，每个子模块包含一个逆变桥和一个滤波电路。
逆变桥将输入直流电压转换为交流电压，滤波电路对输出波形进行滤波，以得到所需的电平。
通过合理的控制和组合，可以实现多种电平的输出。
2. 应用：模块化多电平换流器在电力系统中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：（1）高压直流输电系统：在高压直流输电系统中，模块化多电平换流器可以实现高效的电压转换和控制，提高输电效率和稳定性。
（2）电动车充电桩：模块化多电平换流器可以用于电动车充电桩中，实现对电动车的快速充电和电压的精确控制。
（3）可再生能源发电系统：在可再生能源发电系统中，模块化多电平换流器可以将不同类型的可再生能源（如太阳能、风能等）转换为交流电并注入电网。
（4）工业电力系统：在工业电力系统中，模块化多电平换流器可以实现对电力负载的精确控制和优化，提高电力系统的稳定性和效率。
3. 优势：模块化多电平换流器相比传统的换流器具有以下优势：（1）高效性：模块化多电平换流器可以实现高效的电压转换和控制，减少能量损耗和系统热量。
（2）灵活性：模块化多电平换流器由多个子模块构成，可以根据实际需求灵活组合和控制，适应不同的电压和功率要求。
（3）可靠性：模块化多电平换流器由多个子模块组成，故障发生时只需替换故障模块，不会影响整个系统的运行。
（4）可扩展性：模块化多电平换流器可以根据需求进行扩展，增加或减少子模块，以适应不同的应用场景。
4. 发展趋势：随着电力电子技术和控制技术的不断发展，模块化多电平换流器在未来有着广阔的发展前景。
以下是一些发展趋势：（1）提高功率密度：随着半导体器件的不断进步，模块化多电平换流器的功率密度将会越来越高，实现更小体积和更高效率的换流器。
mmc拓扑特点 -回复
mmc拓扑特点-回复MMC（Modular Multilevel Converter）是一种新型的多电平变流器拓扑结构，具有许多独特的特点和优势。
在本文中，我们将逐步回答MMC 拓扑特点相关的问题，以帮助读者深入了解MMC的特性和应用。
第一部分：MMC拓扑结构的基本原理和组成MMC的基本原理是利用多个单元级联，通过各级单元的调制和控制实现电力的转换和控制。
MMC由多个H桥单元组成，每个单元都有一个正对称和一个负对称的半桥，通过串联连接形成多个级联的单元。
1. 什么是MMC拓扑结构？MMC是一种多电平变流器拓扑结构，由多个单元级联组成，能够实现高电压和高功率的变换和控制。
2. MMC的基本组成是什么？MMC由多个H桥单元组成，每个单元由两个逆并联的IGBT器件和二极管组成。
每个单元还包括一个电容和一个电感。
第二部分：MMC拓扑结构的特点和优势MMC拓扑结构具有许多特点和优势，下面我们将逐一介绍。
3. MMC拓扑结构具有什么样的电压水平？MMC拓扑结构可以实现多个电平的输出电压，从而减小谐波成分，提高输出电压质量，并且可以提供可调节的输出电压。
4. MMC拓扑结构的功率损耗小吗？由于MMC采用模块化结构，每个单元的功率损耗都比较小，整个系统的总功率损耗相对较低。
5. MMC拓扑结构的可靠性如何？MMC由多个单元级联组成，每个单元都可以独立控制，所以即使其中一个单元出现故障，整个系统仍然可以正常工作，具有较高的可靠性。
6. MMC拓扑结构的响应速度怎样？MMC的每个单元都有独立的控制系统，可以实现快速响应，并且由于模块化结构，可以同时进行多个操作。
7. MMC拓扑结构的容量扩展性如何？由于MMC是模块化的结构，可以根据需要添加或移除单元，从而实现容量的扩展或收缩。
第三部分：MMC拓扑结构的应用领域MMC拓扑结构由于具有多种特点和优势，在许多领域得到了广泛应用。
8. MMC在电力系统中的应用有哪些？MMC可以用于高压直流输电（HVDC）系统、柔流输电（FACTS）系统以及电能质量调节等方面，能够提高电力系统的稳定性和可靠性。
适用于模块化多电平换流器调制策略的比较性分析
适用于模块化多电平换流器调制策略的比较性分析模块化多电平换流器（MMC）这种新型拓扑结构的出现极大地促进了柔性直流输电的发展，作为其关键技术之一的调制策略的选择至关重要。
本文首先介绍了MMC的工作原理，其次对于两种常用的适于模块化多电平的调制策略进行详尽的分析，最后比较最近电平与载波移相调制策略的优缺点，为MMC调制策略的选择提供了理论依据。
关键字：MMC；最近电平逼近；载波移相0 引言模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter，MMC）作为一种级联型的变换器具有独特的结构和技术优势，其自身结构简单、高度模块化，扩容能力强，良好冗余性及较低的输出谐波等优点成为新一代柔性直流输电技术的核心设备。
MMC调制策略是直接影响MMC 性能的关键指标之一，其选择至关重要。
目前，可用于MMC 调制的策略主要有最近电平调制、载波移相脉宽调制、载波层叠脉宽调制、阶梯波调制、空间矢量脉宽调制等调制策略，其中较为广泛应用的是最近电平调制和载波移相脉宽调制[2-4]。
1 MMC的基本原理MMC由具有相同结构的三个相单元组成，每相含有上、下两个桥臂，N 个级联的子模块（SM）和一个电抗器串联而成构成一个桥臂单元，SM由两个IGBT、两个反并联二极管和一个电容器构成[1]。
MMC子模块共有三种工作模式，假设S1与S2分别表示两个IGBT的开关状态，定义S1=1表示高电平导通，S2=0表示低电平截止，S2的开关状态定义与S1相同。
当S1=1且S2=0时，子模块处于投入模式，此时，根据子模块电流ism方向的不同可以充电，也可以放电；当S1=0且S2=1时，子模块处于切除模式，此时子模块被旁路，电容电压保持恒定，不充电也不放电；当S1=0且S2=0時，子模块处于闭锁模式，此时子模块的工作状态一般是子模块电容器在故障时被旁路，或者用在启动MMC时对子模块电容器预充电。
2 MMC的调制策略2.1 最近电平逼近调制最近电平逼近（Nearest V oltage Level Modulation，NLM）方法是近期研究较为常用的一种适用于MMC调制控制的方法。
MMC模块化多电平换流器简介
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模块化多电平(MMC)电压源型换流器工作原理
模块化多电平（MMC）电压源型换流器1柔直输电的基本原理柔性直流输电系统作为直流输电的一种新技术,也同样由换流站和直流输电线路构成。
柔性直流输电功率可双向流动，两个换流站中的任一个既可以作整流站也可以作逆变站运行，其中处在送电端的工作在整流方式，处在受电端的工作在逆变方式。
为简明起见，以典型的三相两电平六脉动型换流器的柔性直流输电换流站为例，介绍柔性直流输电的基本原理。
系统结构如图2-1所示。
由图虚线划分可知，两端柔性直流输电系统可以看作为两个独立的静止无功发生器（STATCOM）通过直流线路联结的合成系统；对于交流系统而言，交流系统向柔性直流换流站提供连接节点，即换流站与交流系统是并联的。
由以上柔性直流输电系统拓扑结构特点分析可知，柔性直流输电系统具有STATCOM进行动态无功功率交换的功能，除此之外，由于两个电压源换流器（VSC）的直流侧互联，它们之间又具备了有功功率交换的能力，可以在互联系统间进行有功潮流的传输。
图2-1两端VSC-HVDC结构示意图（1－两端交流系统；2－联结变；3－交流滤波器；4－相电抗/阀电抗器；5－换流阀；6－直流电容；7－直流电缆/架空线路。
背靠背式两端VSC-HVDC不包含7）柔性直流输电系统换流站的主要设备一般包括：电压源换流器、相电抗器/阀电抗器、联结变压器、交流滤波器、控制保护以及辅助系统（水冷系统、站用电系统）等。
电压源型换流器包括换流电路和直流电容器，实现交流电和直流电转换的换流电路由一个或多个换流桥并联（或串联）组成，目前在柔性直流工程中还未出现多个换流桥组成的组合式换流器，但组合式换流器可以达到降低开关频率，减少损耗的目的，在某些情况下也可能被采用。
电压源型换流桥可以采用多种拓扑结构，工程中常用的有三相两电平桥式结构，二极管钳位式三电平桥式结构、模块化多电平结构，还有工程中未曾应用，但研究者比较关注的二极管钳位多电平结构和飞跨电容多电平结构。
换流器中的每个桥有三个相单元，一个相单元有上下两个桥臂，每个桥臂或由一重阀（两电平）构成，或由两重阀（三电平）构成，或由多重阀（多电平）构成。
模块化多电平变换器(MMC)工作原理的分析
【 要】 摘 本文介 绍了模块化 多电平变换器（ ＭＭｃ 的应用背景 ， ） 然后 以五 电平 Ｍ Ｃ变换 器的拓扑机构为例 ， Ｍ． 详细地分析 了它的拓扑结构 和工作原理 模块化 多电平变换 器克服 了常规 多电平变换 器的不足 ． 具有结构简单 、 控制方法灵活和 易于拓展等优点 ， 十分适合模块化 生产。 【 关键词 】 ＭＭＣ； 工作原理 ； 分析
２１ ０ ２年
第 ５期
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｏ ＹＩＦ Ｒ Ｔ Ｏ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ Ｇ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ
Байду номын сангаас
Ｏ机械 与电子 。
科技信息
模块化多电平变换器（ ＭＭＣ 工作原理的分析 ）
赵埕 萱 （ 安徽 理 工大学 电气 与信息 工程 学院
安徽
淮南
２２ ０ ） ３ ０ １
ａ ｘ ｍｐ ｅ ｔ ｉ ｒｉ ｌ ｅ ａ ｌｄｌ ｎ ｌ ｚ ｓ ｉ ｏ ｏ ｏ ｉａ ｔｕ ｔ ｒ ｎｄ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｏ ｒ ． ｄ ｌｒ ｍｕ ｔｌｖ ｌｉ ｖ ｒｅ ｖ ｒ ｏ ｓ ｔ ｅ ｇ ｎ ｒ ｌｍｕ ｔ ｅ ｅ ｎ ｅ ａ ｌ ， ｈ ｓａ ｔｃｅ ｄ ｔ ｉ ｙ ａ ａ ｙ ｅ ｔ ｔ ｐ ｌｇ ｃ ｌｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｒｎ ｉ ｌ ｆｗｏ ｋ Ｍｏ ｕ ａ ｌｉ ｅ ｎ ｅ ｔ ｒｏ ｅ ｃ ｍｅ ｈ ｅ ｅ ａ ｌ ｌ ｖ ｌ ｅ ｓ ｅ ｉ ｃ ｎ ｅ ｅ ｓ ｈ ｒｃ ｍｉ ｇ ｉ ａ ｈ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｏ ｉ ｌ ｔ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｆ ｘｂ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎｇ ｍｅ ｎ ．Ｉ ｓ ｅ ｓ ｏ ｅ ｐ ｎ ｎ ｓ ｖ ｒ ｕ ｔｂ ｅ ｆ ｒｍｏ ｕ ａ ｏ ｖ ｒ ｒ ’ｓ ｏ ｏ ｎ ， ｔｈ ｓ ｔ ｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｓｍｐ ｅ ｓ ｒ ｔ ｒ ｎ ｅ ｉ ｌ ｏ ｔ ｌ ａ ｓ ｔｉ ａ ｙ ｔ ｘ ａ ｄ ａ ｄ ｉ ｅ ｙ ｓ ｉ ｌ ｏ ｄ ｌ ｒ ｔ ｔ ｕ ｌ ｏｉ ａ
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jXLI
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Phase Locked Loop (PLL)
110 fsrc f (P LL)
[Hz]
Extracting the phase angle of phase-A voltage
100 90 80 70 60 50 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0.10 0.00 -0.10 -0.20 -0.30 -0.40 -0.50 -0.60 Theta
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Table of contents
1. 2. 3. 4. 5. 6. Modular multi-level converters dq decoupled vector current control Half and H-bridge converters Detailed equivalent models of MMC valves Simulation of a two-terminal system Simulation of a dc-fault and re-start process (half- and H-bridge MMCs) 7. Setup of a three-terminal system (on-line demonstration – if time allows) 8. Questions
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Q controller
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I δ V I δ E V jXLI E jXLI
Absorbing P: Neglecting R: ∠0
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∠ ⇒ sin cos
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If you have questions during the Webinar
• Please e-mail PSCAD Support at
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Webinar:
MMC- Technologies
Presenters: Juan Carlos Garcia and Farid Mosallat February 26 - 2015
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