Note：直流支撐電容可以去了，不影響仿真。二階低通濾波器作用是為了提取100Hz以下的量，然后減去，剩下的就是二倍頻的諧波分量。這個低通濾波器的頻率選取可以為0-<100Hz，比如0 5 55 等（選取不同的頻率可能增益會不同），環(huán)流是一個共模分量，沒有50Hz的量注意下。

參考教材：

《模塊化多電平換流器原理及其應(yīng)用》科學出版社；

《柔性直流輸電系統(tǒng)（第二版）》機械工業(yè)出版社；

《PWM整流器及其控制》機械工業(yè)出版社；

視頻換源，環(huán)流抑制器采用PIR控制

仿真中對應(yīng)的細節(jié)問題在這里說明一下：

1、按照MMC的理論，前饋解耦的里面的前饋usd、usq應(yīng)該從理想源處測量，這個時候耦合量ωL的L為L0/2+Lac，理論圖如圖1所示。

圖1 從理想源端測量Vabc的理論圖

仿真圖如圖2所示。

圖2 對應(yīng)仿真

注意電抗器的作用，相應(yīng)的參數(shù)需要設(shè)計進行改動。

2、視頻中的仿真：

在視頻仿真中，直接把電抗器與理想源合二為一，從電抗器輸出端測量了Vabc，這個時候?qū)?yīng)的數(shù)學模型就發(fā)生一個小改變，耦合量ωL的L變?yōu)長0/2，Lac不再參與計算，注意下，理論圖如圖3所示。

圖3原仿真中的對應(yīng)理論圖

對應(yīng)的KVL也發(fā)生改變：

構(gòu)造差模：

所以解耦項ωL的L變?yōu)長0/2。

仿真模型如圖4所示。

圖4 Lac進入電源的測量端

綜上所述，MMC仿真中的解耦部分把Lac去掉即可，如果加上Lac，參數(shù)再整定整定。

3、環(huán)流波形：

首先要明白什么是環(huán)流，一個定義的量：

給出上下橋臂的電流表達式：

其中ihj是環(huán)流成分，ihj是包括直流成分的，二倍頻含量是主要的消除目標，環(huán)流的危害主要體現(xiàn)在橋臂上，環(huán)流的存在會使橋臂電流產(chǎn)生畸變，從而對橋臂上的IGBT產(chǎn)生不良的傷害，因此要予以抑制。

環(huán)流對比方案：仿真時間為t=3s，在t=1.5s時投入環(huán)流抑制器，觀察環(huán)流波形、橋臂電流波形以及橋臂電流THD，從而說明環(huán)流抑制器的作用。環(huán)流抑制前后的波形如圖1所示。

圖1 抑制前后的環(huán)流

圖1很清晰地可以看出，環(huán)流抑制前，系統(tǒng)環(huán)流中存在大量的二倍頻分量。在t=1.5s時，環(huán)流抑制器開啟，PIR控制器工作，環(huán)流得到抑制，環(huán)流中地二倍頻分量被大大抑制，可以看出PIR控制器的環(huán)流抑制器抑制效果較好。

環(huán)流主要是MMC內(nèi)部影響，對橋臂的電流影響很大，通過對比環(huán)流抑制前后的橋臂電流的波形和THD，可以很明顯地看出環(huán)流抑制的效果，環(huán)流抑制前橋臂電流的波形圖如圖2所示。

圖2 環(huán)流抑制前橋臂電流

環(huán)流抑制前，橋臂電流很明顯可以看出發(fā)生了較大的畸變，對橋臂的器件會產(chǎn)生不良的印象，通過FFT分析可以看出，以t=0.3s，10周期為例，橋臂電流的THD=19.75%，橋臂電流THD如圖18所示。

圖3 環(huán)流抑制前橋臂電流THD

圖3中紅色部分為二倍頻含量，可以很明顯看出環(huán)流當中的二倍頻含量很大超過19%，從而使環(huán)流當中的諧波成分很大，需要予以抑制。加設(shè)環(huán)流抑制器以后，橋臂電流得到改善，環(huán)流抑制后的橋臂電流波形如圖4所示。

圖4 環(huán)流抑制后橋臂電流

很明顯，橋臂電流的波形得到了改善，通過FFT分析，以t=2s，10周期為例，橋臂電流的THD=1.21%，橋臂電流THD如圖5所示。

圖5 環(huán)流抑制前橋臂電流THD

圖20中紅色部分為二倍頻含量，可以很明顯看出環(huán)流當中的二倍頻含量明顯被抑制，低于1.5%，改善了內(nèi)部環(huán)流，證明PIR環(huán)流抑制器起作用。