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同交流电网相比,直流电网具有一系列优势,因而成为解决新能源发电并网稳定性问题的研究热点。DC-DC变换器已成为连接不同电压水平直流电网的关键参与者,而由于功率开关器件耐压等级的限制,传统的DC-DC变换器不能应用于高压大功率场合,而现有的高压直流变换器技术还不够成熟,还存在一系列缺陷。尽管一些学者提出了可应用于高压大功率场合的MMC型DC-DC变换器的拓扑结构,但取得的研究成果仍然相对较少,目前也尚未有实际的示范工程,因此还需对该拓扑进行更深入的研究。本文重点研究了基于MMC的DC-DC变换器的控制策略,针对传统控制方法存在的缺陷与不足,对变换器的调制策略和均压控制策略进行了改进。(1)本文分别分析了单向和双向MMC型DC-DC变换器的拓扑结构及基本原理,总结了目前采用的调制策略,对比了各自的优缺点,并介绍了目前采用的排序均压控制策略。(2)本文针对单向MMC型DC-DC变换器在传统电平逼近控制策略下,由于未考虑桥臂电感的压降,导致直流侧电流波动比较大的问题,提出了一种电流直接跟踪调制策略,在该控制策略下,由于考虑了桥臂电感的压降,因而可以在不加设滤波器的情况下,减小直流电流的波动,同时增大了输出电压,避免了桥臂电感元件导致输出电压波形发生畸变。但由于所提调制策略的控制周期小于传统电平逼近调制策略,在传统均压控制策略下,子模块的开关频率会比较高,为此,本文改进了电压均衡控制环节,提出了一种与所提调制策略相配合的改进电压均衡控制策略,从而可以使所提调制策略在不显著增加开关频率的条件下,改善输入电流的波形。(3)为了减小双向MMC型DC-DC变换器在传统控制方法下的开关损耗,提高变换器的效率,本文提出了一种适用于该变换器的分层控制策略,对系统层,阀控层分别进行控制,在实现电压稳定变换的同时,子模块的开关频率也实现了一致,均等于调制波的频率,从而降低了开关损耗。但由于所提控制策略在每个周期内只进行了一次均压控制,因此子模块电容电压的波动会比较大,为了使子模块电容电压的波动在允许范围内,选取计算了所提控制策略下的子模块电容值。(4)在Matlab/Simulink仿真平台中分别搭建了单向和双向MMC型DC-DC变换器的仿真模型,对所提控制策略的有效性进行了验证。仿真表明所提单向MMC型DC-DC变换器的控制策略,可以在不显著增加开关频率的条件下,有效改善输入电流的波形,不需外加滤波器,降低了系统的成本;所提双向MMC型DC-DC变换器的控制策略,在实现电压稳定变换的同时,降低了开关损耗。