光源与照明总第176期2023年1月照明电气201基于MMC-RPC的负序补偿与环流抑制复合控制策略陈阳中国矿业大学（北京），北京100083摘要：为了解决铁路牵引网络中的负序电流（NSC）补偿问题，可以采用考虑再生制动能量的三相三桥臂结构的铁路功率调节器（MMC-RPC），实现有功功率和负序电流的补偿。环流是模块化多电平换流器（MMC）中特有的电气现象，要抑制MMC-RPC中的环流问题，文章结合MMC-RPC补偿电流特点，采用分数阶比例积分控制器，设计一种适用于MMC-RPC的复合控制策略，并在Matlab/Simulink中验证了复合控制策略的可行性。关键词：模块化多电平换流器；铁路功率调节器；环流抑制；分数阶比例积分控制分类号：U223.60引言自2001年模块化多电平换流器（ModularMulti-levelConverter,MMC）问世，其凭借模块化程度高、电压扩展灵活、冗余特性良好等特点，广泛应用于铁路牵引网络。随着工业的发展，谐波问题不再是铁路牵引网络的主要问题。为了解决铁路牵引系统的负序电流问题，提高牵引供电系统的供电质量，张鑫[1]设计的MMC-RPC具有两个背靠背结构桥臂逆变器。MMC中分布式电容的电压不平衡，导致桥臂之间能量流动不平衡，会导致换流器内部存在换流。屠卿瑞等[2]解释了MMC环流产生的机理，环流只可抑制，不可消除。杨晓峰等[3]设计了模块化多电平换流器的环流模型，PI环流控制只能实现直流分量的无差调节，动态性能较差。文章研究了分数阶PI控制器对MMC-RPC的环流抑制方案，分数阶PI控制器具有更宽的调节空间，控制性能更优越。文章提出了一种基于三相三桥臂MMC-RPC的复合控制策略，即进行负序电流补偿，还提出了基于分数阶PI的环流抑制策略，提高了三相三桥臂MMC-RPC的环流抑制效果，最终仿真结果验证了该策略的可行性。1MMC-RPC的拓扑结构及负序补偿原理三相三桥臂MMC-RPC拓扑结构如图1所示，牵引网络中牵引变压器有α臂和β臂两个桥臂。牵引网络原边接220kV工频网络，经过降压变压器变为27.5kV工频交流电，为牵引系统两个动力臂供电。采用PWM控制的电力机车的功率因数接近1或-1，机车负载的无功功率和谐波可以忽略。ipainaSM1SM2SMnSM1SM2SMnSM1SM2SMnSM1SM2SMnSM1SM2SMnSM1SM2SMnLLLLLLCSMuβuα..................cbaiMRβiMRαipcincipbinbupaupcupbunauncunb图1三相三桥臂MMC-RPC拓扑结构在高压侧，iA、iB、iC为三相电流，uα和uβ为两个供电臂的电压，iα和iβ为两个供电臂的电流，PM和PN为电力列车M和N的功率，K为牵引变压器的变比，iMRα...
