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随着新能源的开发与应用,柔性直流输电系统得到迅速的发展,这种具有很多优势的输电方式,解决了以往的输电中存在的诸多问题,因此它将对新能源分布式发电系统带来巨大的影响,同时也为智能电网的发展奠定良好的基础。MMC-VSC-HVDC系统的控制是柔性直流输电的关键问题之一,研究先进的控制策略和高速控制器迫在眉睫。因为MMC变换器和控制器之间由于存在数量众多并行光纤控制线路、加上目前MMC没有统一的标准、控制线路过于复杂和造价过高,所以开展了基于PEBB新型MMC变换器的控制技术研究,同时,研发出了符合PEBB技术标准的MMC模块,称之为MPB模块。对于MPB模块的设计,从理论研究、仿真和设计都提出了非常严谨的理论思路和设计方案,取得的研究成果主要由以下几个方面:首先,提出了基于PEBB的MMC变换器控制系统构架,简称MMC-PEBB框架。 PEBB是基于高速光纤为载体,以MMC中每个SM作为节点,构成环形网络的一种串行控制技术。这种控制技术在满足控制速度和同步的要求下,能够使控制结构简化、节省大量昂贵的高速光纤,大大降低VSC-HVDC系统的成本。在此框架基础上,又进行了双环型网络的拓扑结构研究,来提高系统控制的可靠性;同时给出了基于PEBB的环形网络的通信协议(MMC_PEBBNet),完善了整个MMC_PEBB控制系统构架。其次,提出了新型的MMC控制算法,即滞回窗口DPWM技术。采用滞回窗口技术使得PWM的占空比为50%,达到了最优控制,增大了IGBT的导通时间,减小了IGBT的开关损耗。同时将滞回窗口技术应用到排序均压的控制算法中,减小了IGBT的开关次数,即降低了IGBT的动作频率,也再次降低了IGBT的损耗,这个新的控制算法在仿真和FPGA的运行中获得了成功。最后,研制出了满足PEBB网络的FPGA控制器。为了达到控制的实时性,必须设计出高速的光网络,采用SFP的光模块通信成为必然,利用光模块的小功率、热插拔功能、抗干扰能力强和速度快等优点,研制出以FPGA为核心的具有4路光网络的控制器。