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模块化多电平变流器

元件定义​

模块化多电平变流器（Modular Multilevel Converter，MMC）由于具有电压、容量等级易于拓展、谐波含量低、开关频率和运行损耗小等优点，成为目前高压大容量柔性直流输电（Voltage Sourced Converter based High Voltage Direct Current，VSC-HVDC）换流站的主流选择。

模块化多电平变流器，实现交直流转换，其原理示意图如下：

MMC
MMC
Pc=Pdc+PlossP_{c} = P_{dc} + P_{loss} Ploss=acIc2+bcIp+ccP_{loss} = a_{c}I_{c}^{2} + b_{c}I_{p} + c_{c}

式中：PcP_c 为 MMC 功率，PdcP_{dc} 为 MMC 直流侧有功功率，PlossP_{loss} 为 MMC 转换损失功率。IcI_c 为 MMC 电流，aca_c、bcb_c、ccc_c 为 MMC 系数，可以通过实际工况参数曲线拟合得到。

MMC
MMC

元件说明​

属性​

CloudPSS 元件包含统一的属性选项，其配置方法详见 参数卡 页面。

引脚​

交流接口和直流接口，可以在引脚处填写相同的字符使得两个元件相连。

参数​

基础参数​

参数名键值 (key)单位备注类型描述
元件名称CompName元件名称文本元件名称
待选设备类型DeviceSelection从设备库中选择设备类型选择选择数据管理模块录入的设备型号，将自动绑定对应设备的厂家、产品型号和额定运行参数

规划参数​

参数名键值 (key)单位备注类型描述
控制方式ControlStyle控制方式选择模块化多电平变流器 MMC 运行模式主要有 5 种，控制交流侧 PQ、控制交流侧 PV，控制交流侧 Vθ，控制直流侧 V、交流侧 Q，控制直流侧 V、交流侧 V
交流有功ACPkW交流有功实数交流有功，仅当控制方式中选择控制“交侧流 P”时有效
交流无功ACQkW交流无功实数交流无功，仅当控制方式中选择控制“交侧流 Q”时有效
交流电压ACVkV交流电压实数交流电压，仅当控制方式中选择控制“交侧流 V”时有效
交流相角ACTHETAdeg交流相角实数交流相角，仅当控制方式中选择控制“交侧流 θ”时有效
直流电压DCVkV直流电压实数直流电压，仅当控制方式中选择控制“直侧流 V”时有效

引脚​

元件有电接口引脚，用于与其他电设备连接，支持线连接和信号名的连接方式。

引脚的名称、键值、维度、定义描述的详细说明如下表所示。

引脚名键值 (key)维度描述
交流接口AC1×1可以在引脚处输入相同的字符使得元件与其他电元件相连
直流接口DC1×1可以在引脚处输入相同的字符使得元件与其他电元件相连

常见问题​

能否调整 MMC 效率？

不能，模型内部参数不公开，转换效率不可见也不可修改。

是否支持 MMC 的控制策略？
不支持，无控制引脚，不能添加控制逻辑，无法实现电压和电流控制等逻辑。
平台 MMC 控制方式有哪些？

模块化多电平变流器 MMC 运行模式主要有5种，控制交流侧 PQ、控制交流侧 PV，控制交流侧 Vθ，控制直流侧 V、交流侧 Q，控制直流侧 V、交流侧 V。

MMC 电流转换方向由计算结果来确定，即逆变还是整流是根据计算结果中电流(功率)的方向决定，交流侧功率为正，直流侧功率为负，表示吸收直流侧电能，向交流侧传输功率，直变交为逆变。
对于含有模块化多电平变流器 MMC 的交直流网络，其仿真计算顺序由 MMC 的运行模式决定，需要根据各个 MMC 的运行模式来确定交直流电力系统潮流的计算顺序和方式。注意，错误的 MMC 运行控制方式可能导致方程不封闭等，使得系统无法求解。
如何选择 MMC 的控制方式？
常见的运行模式有两种：控制交流侧 PQ 和控制直流侧 V、交流侧 Q。定交流侧 PQ 时，整个直流侧用 PQ 节点代替；定直流侧 V、交流侧 Q 时，先计算直流侧的 P，再作为 PQ 节点。
由于平台直流网络中没有外部电源做平衡节点，控制交流侧 Vθ 时，MMC 为交流侧的平衡节点（平台的交流网络中，外部电源/理想电源/平衡节点/slack bus 为 Vθ 节点），MMC 交流侧 P 由交流网络计算，此时直流侧仍需要另一个 MMC 转到交流后，另外一个交流系统用外部电源做平衡节点；
控制交直流 VV 时，先计算直流侧 P，再带入交流网络中，做交流侧 PV 节点，与控制交流侧 PV 一致，PV 节点一般是无功装置，系统中较少。