面向低频海上风电送出的模块化多电平矩阵变换器综合解耦控制策略

WU Xiaodan,LI Jianchun,DONG Yunlong,ZHU Haiyong,LU Liwen,ZHOU Qian

Proceedings of the CSEE（2023）

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Abstract

模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M3C)用于海上风电低频输电系统(low frequency transmission system,LFTS)是具有广阔应用前景的新方案.M3C双频功率耦合对其9个桥臂直流侧电容电压的均衡控制及故障穿越带来挑战和困难.为此,提出基于桥臂双重低频环流注入法的新型M3C综合解耦控制策略.首先,对M3C工、低频侧进行数学建模并分析其功率运行范围.基于桥臂工、低频共模和差模回路的分析及桥臂功率平衡原则,提出实现工、低频侧输入及双重低频环流注入的M3C解耦控制策略.使用开环和闭环低频环流注入两种联合控制,在实现M3C各子变流器相间功率快速均衡的同时,确保工频侧输入电流的完全正序特性.通过带延时补偿的复矢量控制器,在静止坐标系统实现9个桥臂的完全独立控制,搭建35kV/11MW海上风电系统PSCAD模型,通过稳态、动态及暂态仿真全面验证所提综合控制策略的有效性和正确性.

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