摘要：随着海上风场规模的增大,全直流风场成为未来海上风电的发展趋势。模块化多电平变换器（modular multilevel converter,MMC）广泛应用在大功率、高电压的AC/DC电力变换领域,并且能够实现电能直接从低压交流到高压直流的转换,是一种适用于海上全直流风场的风力发电变流器拓扑。该文针对基于MMC的风力发电变流器的运行特性进行了分析,发现在低调制比的工况下MMC的子模块电容电压纹波会使交流输出电压产生畸变,通过对其机理的分析,提出一种改进的电流控制方法,改善受到电压畸变影响的电流动态控制性能。为了验证理论分析与控制方法,在RT-LAB中对一将6 k V永磁同步发电机连接到50 k V直流网的10 MW风力发电系统进行了建模和仿真,并在30k W的MMC实验平台上进行了实验验证。

关键词：海上直流风场 模块化多电平变换器 风力发电变流器 低调制比 电压畸变 

单位：上海交通大学风力发电研究中心; 上海市闵行区200240