MMC时域等效建模研究

祁秋玲+竺庆茸+黄文杰

摘 要：模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter，MMC）的桥臂中包含大量的开关器件，造成了仿真工作量大、仿真速度慢等问题，极为不便。文章基于MMC的戴维南等效建模方法，进一步研究桥臂等效电路，便于系统建模。

关键词：模块化多电平换流器；时域等效建模；戴维南等效

1 概述

MMC相较于传统的两电平换流器优点众多，近年来在HVDC系统中被广泛运用[1]。然而，随着直流电压等级以及系统传输功率日益增大，MMC单个桥臂所串联的子模块数目也随之增加，系统的仿真建模工作难度见长。因此，建立MMC的等效模型、减少子模块在仿真中占用的资源，对于MMC-HVDC系统的实时仿真具有重要意义。

2 MMC时域等效模型

2.1 线性电容时域离散等效模型

2.3 稳态及闭锁运行时桥臂等效电路

由于模块化多电平换流器子模块电容电压均衡算法的存在，因此在桥臂所有子模块闭锁的瞬间，可以保证同一个桥臂内所有子模块电容电压十分接近。并且在闭锁瞬间，一个桥臂内的所有子模块拥有如图3所示的同样的子模块结构。

此时Req1用以等效除导通的D1或D2以外，其余N-1个子模块的导通二极管的电阻之和。ueq2、Req2用于等效桥臂中N个电容的电压之和。

3 结束语

本文基于MMC的戴維南等效建模方法，进一步研究桥臂在稳态及闭锁运行状态下的时域等效电路，便于在仿真软件上搭建系统模型。

参考文献

[1]徐政.柔性直流输电系统[M].北京：机械工业出版社，2012：273-278.

[2]PERALTA J，SAAD H，DENNETI？魬RE S，et al.Detailed and averaged

models for a 401-level MMC-HVDC system[J].IEEE Transactions on Power Delivery， 2012，27（3）：1501-1508.

[3]许建中，赵成勇，刘文静.超大规模MMC电磁暂态仿真提速模型[J].中国电机工程学报，2013，33（10）：114-120.

[4]Gnanarathna U N，Gole A M，Jayasinghe R P. Efficient modeling of modular multilevel HVDC converters （MMC） on electromagnetic transient simulation programs[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2011，26（1）：316-324.

作者简介：祁秋玲（1992-），女，南京工程学院14级在读研究生，研究方向为模块化多电平柔性直流输电。