72、模块化多电平变换器电压平衡与多智能体系统一致性控制研究

模块化多电平变换器电压平衡与多智能体系统一致性控制研究

模块化多电平变换器电压平衡控制

在电力系统中，模块化多电平变换器（MMC）具有运行损耗低、输出波形质量好等优点，广泛应用于高压直流输电和高压电机驱动等领域。MMC 电容电压的平衡是其稳定运行的关键，目前主要有基于 PI 控制器的子模块电压均衡控制策略和基于一相子模块电压的排序控制电压均衡算法，但这些方法存在控制电路复杂、开关器件不必要动作等问题。

1. MMC 模型分析

   • MMC 由三相六桥臂组成，每桥臂 SM 等效模块由 N 个子模块级联而成。上下桥臂间串联两个电抗器，输出阻性负载采用星形连接。
   • 数学模型如下：
     [
     \begin{cases}
     u_{ap} = \frac{U_{dc}}{2} - u_a - u_{sp}\
     u_{an} = \frac{U_{dc}}{2} + u_a - u_{sn}
     \end{cases}
     ]
     其中，(u_{ap}) 和 (u_{an}) 是上下桥臂电压，(U_{dc}) 是直流侧电压，(u_{sp}) 和 (u_{sn}) 是上下桥臂电感电压，(u_a) 是 A 相输出电压。
   • 桥臂电流关系：
     [
     \begin{cases}
     i_a = i_{ap} - i_{an}\
     i_{cir.a} = \frac{i_{ap} + i_{an}}{2}
     \end{cases}
     ]
     同步可得桥臂电流：
     [
     \