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摘要
针对未来电网中将会存在的工频、直流与低频等多种频率，传统换流器仅能实现交–交、交–直两种频率电气量间的能量交换。提出一种新的多频率三端口模块化多电平换流器(multi-frequency triple-port modular multilevel converter，MFTP-MMC)拓扑，该拓扑结构简单对称，能够直接实现工频–低频–直流的功率变换和频率控制，不存在无功约束问题，可以输出2倍直流电压，具有直流故障自清除功能。针对MFTP-MMC拓扑建立其dq坐标下的动态数学模型，实现了系统两种交流频率分量同直流分量的解耦，在此基础上给出相应的控制策略，包括内环电流控制、环流控制、子模块均压控制以及外环功率控制，其物理概念清晰、控制性能良好。进一步，给出了桥臂无功分配系数的优化方法。同时针对其拓扑提出直流侧故障时闭锁以及故障后软起动策略。MATLAB/Simulink平台下的一系列仿真结果验证了所提出MFTP-MMC拓扑和数学模型的正确性及其控制策略的有效性。
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