MMC-DSTATCOM 控制系统设计与实现.PDFVIP

第 41 卷 第 10 期：3434-3440 高电压技术 Vol.41, No.10: 3434-3440 2015 年 10 月 31 日 High Voltage Engineering October 31, 2015 DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.2015.10.034 MMC-DSTATCOM 控制系统设计与实现 徐 晨，戴 珂，方武平，康 勇 430074 （华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室，武汉 ） 摘 要：为实现模块化多电平变换器(MMC)作为配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)进行无功补偿的目标，同时 满足各模块电容电压平衡的要求，可以采取分层控制策略。提出采用多个数字信号处理器(DSP)构成分层控制系统， 可以合理分配上层和下层控制器的控制任务，便于扩展模块数量以提高输出电压等级。详细分析了 MMC-DSTATCOM 控制系统的工作原理及其软、硬件设计，同时给出了上、下层控制器通信和各模块驱动脉冲同 步的具体实现方法，在 MATLAB/SIMULINK 仿真的基础上，搭建了一台三相 12 模块的 MMC-DSTATCOM 样机。 结果表明，在感性和容性工况下 MMC-DSTATCOM 均能输出所期望的指令电流，总谐波畸变率较低，无功指令 突变时电流响应时间不到 0.01 s，动态响应快，电容电压脉动小于 5%，验证了分层控制方法正确有效。 关键词：模块化多电平变换器；分层控制；电容电压平衡；配电网静止同步补偿器；数字信号处理器；无功补偿 Design and Implementation of MMC-DSTATCOM Control System XU Chen, DAI Ke, FANG Wuping, KANG Yong (State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China) Abstract ：To achieve the goal of reactive power compensation and capacitor voltage balance of modular multiple-level converters (MMC) used in distribution static synchronous compensator (DSTATCOM) to support ac-bus voltage level, a typical hierarchical control system is used . A hierarchical control architecture based on multiple digital signal processors (DSP) will allocate different control tasks for the upper lower controller reasonably and make it easier to extend the number of modules of MMC-DSTATCOM for future higher voltage application. The basic principle of hierarchical con- trol system and its hardware software design fo