​MMC逆变器子模块电容电压平衡策略控制算法与仿真模型

资 源 简 介

​MMC逆变器子模块电容电压平衡策略控制算法与仿真模型

详 情 说 明

MMC逆变器作为高压直流输电领域的关键设备，其子模块电容电压平衡问题直接影响系统运行的稳定性。本文将解析其核心控制策略的实现逻辑与仿真验证方法。

在MMC拓扑结构中，每个桥臂由多个子模块串联组成。当电流流经子模块时，电容的充放电过程会导致电压不均衡现象。典型的平衡控制采用三层架构：第一层通过排序算法实时监测所有子模块电容电压值；第二层根据当前调制波方向确定投入/切出模块的优先级顺序；第三层结合最近电平逼近调制（NLM）生成最终触发脉冲。

仿真建模时需要特别注意：1）建立包含子模块损耗参数的等效电路模型；2）设计带有时延补偿的电压采样模块；3）实现载波移相PWM与平衡算法的协同控制。通过对比传统轮换式控制和优化排序控制可发现，后者在动态响应速度和电压波动抑制方面具备显著优势，但计算复杂度相应提高。

该平衡策略的有效性可通过两个核心指标验证：电容电压波动率应控制在额定值的±5%以内，同时各子模块的累计运行时长差异需保持均衡分布。在实际工程应用中，还需考虑通讯延迟对分布式控制系统的影响。