模块化多电平变换器上、下桥臂不对称运行环流重复控制

《模块化多电平变换器上、下桥臂不对称运行环流重复控制》是一篇关于电力电子变换器控制策略的研究论文。该论文聚焦于模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter, MMC）在运行过程中由于上下桥臂不对称而导致的环流问题，并提出了一种基于重复控制的解决方案。随着新能源并网和高压直流输电技术的发展，MMC因其高效率、低谐波和良好的扩展性成为研究热点。然而，在实际运行中，由于制造误差、器件参数差异或控制不均等因素，上下桥臂之间的电流可能产生不平衡，进而引发环流现象，影响系统稳定性与效率。

本文首先分析了MMC的基本结构和工作原理，指出其由多个子模块组成，每个子模块通常包含一个IGBT和二极管组成的半桥电路。在正常运行时，上下桥臂的子模块按照一定规律导通和关断，以实现电压输出。但在某些工况下，如负载变化、电网扰动或控制算法偏差，可能导致上下桥臂的电流不对称，从而产生环流。这种环流不仅会增加开关损耗，还可能引起过热甚至设备损坏。

针对上述问题，论文提出了一种基于重复控制的环流抑制方法。重复控制是一种用于周期性信号跟踪和消除的控制策略，特别适用于处理具有周期性特征的干扰。在本研究中，作者将重复控制应用于环流的抑制，通过检测环流的周期性特征，设计相应的控制器来调整上下桥臂的电流平衡。这种方法能够有效减少环流幅值，提高系统的动态响应能力。

论文详细阐述了重复控制算法的设计过程，包括环流信号的采集、参考信号的生成以及控制器的参数整定。此外，作者还通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。仿真结果表明，采用重复控制后，环流的幅值显著降低，系统运行更加稳定。实验测试进一步证明了该方法在实际应用中的可行性。

除了理论分析和仿真验证，论文还探讨了重复控制在不同工况下的适应性。例如，在负载突变、电网电压波动等情况下，所提方法仍能保持良好的环流抑制效果。这表明该方法具有较强的鲁棒性和实用性，能够满足实际工程需求。

此外，论文还对比了其他常见的环流抑制方法，如基于电流环的控制策略和基于模型预测的控制方法。结果显示，重复控制在抑制环流方面具有更高的精度和更快的响应速度，尤其是在处理高频环流时表现尤为突出。同时，重复控制不需要复杂的计算，降低了控制系统的设计难度。

综上所述，《模块化多电平变换器上、下桥臂不对称运行环流重复控制》这篇论文为解决MMC运行中的环流问题提供了新的思路和技术手段。通过引入重复控制策略，不仅提高了系统的稳定性和效率，也为未来高压直流输电系统的设计和优化提供了重要的理论支持。该研究对于推动电力电子技术的发展，特别是在新能源接入和智能电网建设方面，具有重要意义。