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自助建网站的平台 数据库,seo咨询常德,黄岛做网站,中国装修建材网双闭环#xff0b;最近电平逼近调制MMC模块化多电平换流器仿真#xff08;逆变侧#xff09; 含技术文档#xff08;看最后一张图#xff09; MMC Matlab-Simulink 直流侧11kV 交流侧6.6kV N22 采用最近电平逼近调制NLM 环流抑制#xff08;PIR比例积分准谐振控制#x…双闭环最近电平逼近调制MMC模块化多电平换流器仿真逆变侧 含技术文档看最后一张图 MMC Matlab-Simulink 直流侧11kV 交流侧6.6kV N22 采用最近电平逼近调制NLM 环流抑制PIR比例积分准谐振控制测量桥臂电感THD获得抑制效果。 功率外环 电流内环双闭环控制 电流内环采用PI前馈解耦 电容电压均压排序采用基于排序的均压方法 并网后可以得到对称的三相电压和三相电流波形电容电压波形较好功率提升电压电流稳态后仍为对称的三相电压电流。作为一名电力电子领域的爱好者一直在探索如何优化模块化多电平换流器(MMC)的控制策略最近在仿真中采用了一种基于双闭环控制和最近电平逼近调制(NLM)的方案效果非常不错今天就和大家分享一下我的研究成果。一、仿真系统架构首先整个系统分为直流侧和交流侧两部分直流侧电压为11kV交流侧电压为6.6kV模块数N22。通过Simulink搭建了一个完整的MMC仿真模型包括功率外环、电流内环、调制模块以及环流抑制模块。%MMC系统配置 Vdc 11000; %直流侧电压 Vac 6600; %交流侧电压 N 22; %子模块数从整体上看系统的控制逻辑可以分为以下几个部分功率外环用于调节MMC输出的有功功率和无功功率。电流内环保证三相电流的对称性和质量采用PI调节器加前馈解耦。最近电平逼近(NLM)调制生成参考电平序列实现输出波形逼近目标。环流抑制通过PIR(比例积分准谐振)控制器抑制桥臂环流。二、最近电平逼近调制(NLM)最近电平逼近调制是一种非常实用的调制方法核心思想是通过动态刷新子模块电容电压生成最优的电平序列。%NLM调制算法 function [lev, idx] NLM_ref(v_ref, v_sub-module) % v_ref参考电压 % v_sub-module子电容电压 lev zeros(size(v_ref)); idx zeros(1, N); for k 1:length(v_ref) [~, idx(k)] min(abs(v_ref(k) - v_sub-module)); lev(k) v_sub-module(idx(k)); end end通过上述代码可以看出NLM调制的本质是动态选择最接近参考电压的子模块电容电压从而在输出端生成连续的电平序列。这种调制方式不仅能够提高输出波形质量还能有效减少开关损耗。三、环流抑制与THD测量环流是MMC系统中常见的一个问题主要来源于上下桥臂的不对称导通。为了抑制环流我采用了一种PIR(比例积分准谐振)控制策略。%环流抑制模型 function I_ring PIR_Controller(v_ref, v_fb) %v_ref参考电压 %v_fb反馈电压 Kp 10; %比例系数 Ki 2; %积分系数 f0 50; %基频 Damping 0.1; %阻尼系数 s tf(s); G_pir Kp * (1 Ki/s) * (s^2 2*Damping*f0*s f0^2)/(s^2); I_ring G_pir * (v_ref - v_fb); end通过上述代码可以看出PIR控制器在抑制环流的同时还具有一定的谐振抑制能力。为了验证环流抑制的效果我测量了桥臂电感的THD(总谐波 distortion)结果表明THD显著降低。四、双闭环控制策略整个系统采用功率外环和电流内环的双闭环控制结构其中电流内环采用了PI调节器加前馈解耦。%功率外环和电流内环 function [u_a, u_b, u_c] Double_ClosedLoop(P_ref, Q_ref, I_a, I_b, I_c) %P_ref、Q_ref有功功率和无功功率参考 %I_a、I_b、I_c三相电流反馈 Kp_p 1; %功率外环比例系数 Ki_p 0.1; %功率外环积分系数 Kp_i 20; %电流内环比例系数 Ki_i 10; %电流内环积分系数 Kf_i 1; %前馈系数 %功率外环 P_fb (V_ref * I_a - V_fbk * I_a)/3; Q_fb (V_ref * I_b - V_fbk * I_b)/3; dVdc Kp_p*(P_ref - P_fb) Ki_p*(Q_ref - Q_fb); %电流内环 u_a Kp_i*(Ia_ref - I_a) Ki_i*integ(Ia_ref - I_a) Kf_i*dVdc; u_b Kp_i*(Ib_ref - I_b) Ki_i*integ(Ib_ref - I_b) Kf_i*dVdc; u_c Kp_i*(Ic_ref - I_c) Ki_i*integ(Ic_ref - I_c) Kf_i*dVdc; end通过上述代码可以看出电流内环采用PI调节器加前馈解耦能够有效提高系统的动态响应速度和鲁棒性。五、电容电压均压电容电压均衡是MMC系统中需要考虑的关键问题我采用了基于排序的均压方法。%电容电压均压 function V_avg Capacitor_Balancing(V_subs) %V_subs子电容电压向量 delta max(V_subs) - min(V_subs); V_avg mean(V_subs); if delta 0.1*V_avg [~, idx] sort(V_subs); V_subs(idx(1)) V_subs(idx(1)) delta/2; V_subs(idx(end)) V_subs(idx(end)) - delta/2; end end通过上述代码可以看出基于排序的均压方法能够有效减少电容电压的不平衡度。六、仿真结果经过仿真验证系统成功实现了以下目标对称的三相电压和电流波形并网后三相电压和电流波形对称。良好的电容电压波形得益于均压控制电容电压波动较小。功率提升系统能够稳定输出功率。以下是一些仿真波形的截图!仿真波形从上述波形可以看出系统的稳态性能非常优秀电压和电流波形对称电容电压均衡控制效果显著。结论通过本次仿真研究我对MMC系统的控制策略有了更深入的理解特别是双闭环控制和NLM调制的结合使用显著提高了系统的性能。未来我将继续优化控制策略探索更多MMC的潜力。