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模块化多电平变换器（modular multilevel converter,MMC）的突出优势使其在中高压等级变换器应用场合迅速普及,且应用场景十分关键。金属化聚丙烯薄膜（metalized polypropylene film,MPPF）电容器尽管以其优异的性能在目前的MMC工程中得到了广泛的应用,但其老化和失效仍然是不可避免的。为保证MMC的安全稳定运行,对MMC中各个电容器进行状态监测十分必要。本文围绕MMC中MPPF电容的在线状态监测问题进行了一系列研究。首先,概述MMC的工作原理以及控制策略,作为课题的研究基础。分析MMC常见控制策略后,发现几乎所有MMC控制策略均需要监测桥臂电流和各个子模块电压,从而产生开关序列。这三个量对于在线电容监测来说至关重要。其次,因为MPPF电容的退化通常与电容等效串联电容值（equivalent series capacitance,ESC）的降低有关,所以提出一种基于模型参考自适应控制（model reference adaptive control,MRAC）的MPPF电容值在线监测方法。先通过控制系统获得子模块电容电压和电流。将包含电容值的数学模型建立为可调模型,以实际电容为参考模型。两个模型均将电容电压作为输入,并期望输出相同的电流。两输出信号之间的误差作为反馈,对可调模型的参数进行修改,直至两输出信号偏差为零时,则可调模型中的电容值就是实际电容器的容值。然后,针对MPPF电容器因为自愈过程和端部接触不良而导致的电容等效串联电阻值（equivalent series resistance,ESR）增大的情况,选择实时监测电容器ESC的微小变化并辅以对ESR的监测,所以提出了另一种基于子模块阻抗测量的在线监测手段。将子模块电容器看作阻抗,监测技术提取控制系统中已经存在的桥臂电流、子模块的开关序列和电压信号,利用经过加窗处理后的FFT信息计算出子模块电容的等效阻抗值,再进一步得到MPPF电容器的ESC和ESR。最后,在MATLAB/Simulink中建立了一个2.1k VA的MMC系统,建立了MMC的辅助测试实验平台。仿真和实验结果验证了所提两种监测方法的有效性和准确性。第一种方法能够在短时间内测量大量数据,准确率较高,但微分运算会为控制器增加计算负担;第二种方法避免了微分运算,且能得到电容器更多的信息,有利于电容器健康诊断,但测量精度稍差。两种方法各有优势,可以推广至MPPF电容在其他应用场合的状态监测。