开环模块化多电平换流器仿真MMC N6连接负载采用载波移相调制。 可以得到换流器输出N17电平的相电压波形。 可考虑线路阻抗。 子模块采用半桥结构旁路电容等参数已设定。 任一时刻上下桥臂保持mnN最近在搞模块化多电平换流器MMC的仿真项目发现这个拓扑结构确实有意思。拿N6的情况来说每个桥臂6个子模块排排坐用载波移相调制硬是调出了7电平的相电压。这种玩法有点像搭乐高不过搭的是高压电的积木。先上段核心代码片段看看调制逻辑def carrier_shift(N, f_sw): carriers [] phase_shift 2*np.pi/(N1) for i in range(N): t np.linspace(0, 1/f_sw, 1000) carrier np.sin(2*np.pi*f_sw*t i*phase_shift) carriers.append(carrier) return carriers这个载波移相函数的关键在于相位差计算。当N6时相邻载波相位差刚好是360/(61)51.4度这样叠加后才能在输出端形成7个电平台阶。有个坑要注意移相顺序必须严格按照子模块编号排列否则电平数可能对不上。仿真时发现个有趣现象当线路阻抗取0.1Ω2mH时输出电压波形会出现微小的振铃现象。这就像往平静的水面扔石头激起的涟漪电感电容参数在作怪。解决方法是在调制波里加个斜率限制器相当于给开关动作踩刹车。开环模块化多电平换流器仿真MMC N6连接负载采用载波移相调制。 可以得到换流器输出N17电平的相电压波形。 可考虑线路阻抗。 子模块采用半桥结构旁路电容等参数已设定。 任一时刻上下桥臂保持mnN桥臂动态平衡机制是MMC的灵魂。实测中必须保证上下桥臂投入子模块数之和恒等于6。举个栗子当上桥臂投入3个子模块时下桥臂必须保持3个处于闭锁状态。这种对称结构让环流控制变得像走钢丝稍有不慎就会引发直流分量。来看看子模块的投切逻辑function [sm_state] submodule_control(v_ref, carrier) if v_ref carrier sm_state 1; // 子模块投入 else sm_state 0; // 子模块闭锁 end end这个看似简单的比较器藏着玄机。实际运行时需要引入滞环比较来防止高频抖动就像给开关动作加上防抖弹簧。当负载突变时这种机制能避免子模块在投入/闭锁状态间疯狂跳动。仿真到第0.5秒时故意把线路阻抗突然增大3倍电压波形就像被扯紧的橡皮筋出现明显的台阶畸变。这时候需要调整调制比m值相当于给系统做动态整形。实验证明保持m在0.9-0.95之间能兼顾波形质量和器件应力。最后吐槽下电容电压均衡问题。虽然题目里说参数已设定但实际跑仿真时如果不加均衡控制半小时后电容电压能飘出20%的偏差。这提醒我们理论上的完美参数到了现实世界都需要动态校准就像给精密机械上发条一样需要持续维护。