1. 研究目的与意义（文献综述）

以“西电东送、南北互供和全国联网”为特征，我国电力系统已形成比较完整的长距离输电网架，并在此基础步入发展特高压大型互联电网的时代。互联电网范围的扩大使得电力系统面临许多新的问题，同时电力市场化也会带来新的安全风险。提高电网的安全运行水平和电能质量，不仅需要构建合理的电网结构，还应开发安全、高效的先进电力输配技术，确保电力系统在各种工况下的安全、经济、高效、优质运行。灵活交流输电系统facts，“应用电力电子技术的最新发展成就和现代控制技术实现对交流输电系统参数、以至网络结构的灵活快速控制，以期实现输送功率的合理分配，降低功率损耗和发电成本，大幅度提高电力系统的稳定性和可靠性”被国内外一些输电技术研究者称为“现代电力系统中三项具有变革性影响的技术之一”。facts技术与常规输电控制技术相比，不仅具有快速、灵活的控制能力，同时还具有良好的适应性，在交流系统现有设备不做重大改动的条件下充分发挥现有电网的潜力。

全控型器件构成的vsc的是upfc的核心技术。根据目前世界范围内己投入商业运行的基于vsc技术的facts装置，可将vsc拓扑大致总结归纳为三大类。

第一类是两电平vsc，基于目前器件水平，两电平vsc容量最大在5mva左右，而安装在电力系统中的facts设备欲使其能有效调控电网性能，其容量要求可达到数十mav甚至上百mav，因此，两电平vsc通常结合变压器多重化方法实现其在电力系统中应用。此外，由于输出电平数目较少，两电平vsc釆用脉宽调制技术以降低输出波形中的低次谐波。两电平vsc拓扑的优点在于结构相对简单，控制相对容易；缺点在于，随着电压等级要求的提高，在高压大功率场合应用时需要引入大量的顆合变压器，甚至将开关器件直接串联，整个装置不仅体积庞大，效率低，而且锅合变压器的铁磁非线性特性给控制器设计带来困难。

2. 研究的基本内容与方案

相对于两电平变换器，多电平变换器的调制策略更为丰富。实现同一桥臂内各子模块电容电压的平衡是稳定运行的重要条件。针对子模块数量、功率器件开关频率的不同，可以采用两种集中式电容电压平衡控制方法。

根据每相的上下桥臂的工作模式可以将的调制分为两大类：上下桥臂对偶调制和上下桥臂独立调制。所谓上下桥臂对偶调制，是指同一相的下桥臂的幵关动作与上桥臂始终保持对偶，当上桥臂有模块进入导通（或关断）状态时，下桥臂则对应有模块进入关断（或导通）状态。釆用这类调制方式，桥臂中处于导通（或关断）状态的子模块数量等于该相另一桥臂中处于关断（或导通）状态的子模块数量，且任何时候每相都有一半的子模块电容串联后连接在直流母线上（忽死区等非理想因素，此时，上下两个桥臂只需要一套调制单元。

另一类调制方式则是对每相的上、下桥臂单独进行调制，因此上、下桥臂各需要一套调制单元。由于上、下桥臂电压的交流分量幅值相同、相位相反，如果使得上、下桥臂中对应位置的载波同相，则相当于进一步载波移相，从而将输出电压的开关频率提高一倍（相对于桥臂的等效开关频率）。但是这类调制方式无法确保任何时候每相都有一半的子模块电容串联后连接在直流母线上，因而叠加在电感上的谐波较大。多电平的调制方式有很多种，但由于的电平数通常较多，因此使用较多主要是CPSWM、PDPWM两种。

3. 研究计划与安排

1-2周，完成开题报告和文献翻译，完成开题答辩；

3-4周，熟悉掌握upfc工作原理；

5-8周，熟悉了解模块化多电平变流器的控制策略及相关特性；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 费骏韬,罗珊珊. mmc-upfc交叉解耦控制策略研究综述[j]. 江苏电机工程,2016,35(01):45-48.

[2] 宋洁莹,冯献强,崔福博,陆振纲,周飞,蒋晓春. mmc-upfc动态建模及内部特性仿真研究[j]. 中国电机工程学报,2014,34(s1):67-75.

[3] 郑博文. 模块化多电平upfc装置级控制策略研究[d].中国电力科学研究院,2013.