MMC結構的控制系統軟硬件設計

馬勤冬， 李春來， 張敏吉， 凌志斌

(1.上海交通大學 電氣工程系， 上海 200240; 2.國網青海省電力公司科學研究院，青海 西寧 810000;3.中海油研究總院， 北京 100028)

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MMC結構的控制系統軟硬件設計

馬勤冬1， 李春來2， 張敏吉3， 凌志斌1

(1.上海交通大學 電氣工程系， 上海 200240; 2.國網青海省電力公司科學研究院，青海 西寧 810000;3.中海油研究總院， 北京 100028)

模塊化多電平變換(Modular Multilevel Converter, MMC)技術以良好的可擴展性、高度模塊化和良好電壓輸出特性正逐漸被推廣應用到中高壓、大容量電力變換領域。文章首先介紹了MMC技術的主要拓撲結構及其技術特點；然后針對結構特點，提出了以雙核微處理器+FPGA為主控制器、以CPLD為從控制器的兩級控制系統架構，分別就軟硬件設計作了闡述；在實驗室的樣機驗證了控制系統的合理性。

MMC；控制系統；主從分層；級聯擴展；高速通信；軟硬件設計

0 引 言

自2002年模塊化多電平變流器(Modular Multilevel Conversion，MMC)的概念和拓撲首次提出后[1]，因其良好的電能質量輸出、器件耐壓低、高度模塊化等特點被廣泛用于大容量、中高壓電力變換場合，如柔性直流輸電、高壓變頻、大容量電池儲能等領域。

目前國內外對于MMC結構變流器的研究主要集中在MMC主電路參數設計及其建模仿真[2-3]、MMC環流分析及其抑制策略[4-5]、MMC子模塊均衡控制策略[6]、脈沖調制技術研究[7]、MMC冗余控制及故障保護[8]等方面，而其數字化控制系統是以上研究成果得以實現的前提，因此針對MMC結構的特點，設計合理的控制系統架構就顯得尤為重要。

MMC結構的模塊化程度高，為了便……