【摘 要】
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随着社会对能源节约、环境保护等意识的加强，可再生能源发电得到了迅速发展，如风能发电、太阳能发电等。这些发电装置具有单个装机容量小、分布比较分散、远离交流电网等特点。
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随着社会对能源节约、环境保护等意识的加强，可再生能源发电得到了迅速发展，如风能发电、太阳能发电等。这些发电装置具有单个装机容量小、分布比较分散、远离交流电网等特点。在与交流电网并网时，传统的换流站不能满足这些新能源的并网要求。基于电压源换流器(Voltage Source Converter，VSC)结构的模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)能很好的应用于新能源并网领域。控制系统是MMC换流站的核心技术之一，因此本文对MMC换流站的控制系统进行了研究。 本文首先对模块化多电平换流器的子模块结构、工作原理进行了分析，提出了MMC的调制方式和控制策略，并通过PSCAD仿真软件，验证控制策略的可行性。通过研究传统的集中式控制存在的不足，本文提出了适合MMC换流站控制的分布式控制系统。根据控制系统设计需求分析，提出了监控层、中央控制层和现场控制层三层控制结构。监控层上位机采用LabVIEW软件设计;中央控制层主要采用OMAP-L137和FPGA设计;现场控制层主要由传感器、AD芯片、FPGA、IGBT驱动组成。对每一层进行了具体设计，包括硬件设计和软件设计。设计了各模块之间通信协议。对现场层如何确定故障以及对故障如何处理作出设计。在故障发生时，子控制器能够切除故障模块，投入冗余模块，实现MMC换流站可靠稳定运行。最后，给出了MMC换流站的硬件实物图、控制系统部分实物试验调试，和子控制器中FPGA程序仿真，达到预期效果。
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