Xây dựng hệ thống thực nghiệm bộ biến đổi đa mức MMC sử dụng thuật toán điều chế NLM cải tiến hoạt động dựa trên FPGA

Tóm tắt

    Bộ biến đổi đa mức MMC (Modular Multilevel Converter) có nhiều ưu điểm so với các bộ biến đổi đa mức thông thường để áp dụng cho hệ thống điện áp cao. Tuy nhiên, MMC yêu
cầu rất nhiều cổng tín hiệu vào/ra (I/O) khi thiết kế hệ thống mô hình thực nghiệm. Do đó, quá trình thực nghiệm điều khiển cho MMC sẽ không thể tạo ra được số cổng I/O mong muốn nếu sử dụng bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số DSP chỉ có 24 cổng tín hiệu I/O. Bài báo này trình bày kết quả thực nghiệm MMC sử dụng FPGA để áp dụng phương pháp điều chế NLM (Nearest Level Modulation) và thuật toán cân bằng điện áp tụ điện cho MMC với 12 SM (Sub-module) để tạo ra điện áp đầu ra xoay chiều 13 mức. Áp dụng phương pháp NLM và
thuật toán cân bằng điện áp tụ điện đã làm giảm đáng kể tần số chuyển mạch và tạo ra điện áp đầu ra xoay chiều với độ méo hài rất thấp. Trong trường hợp này, thiết bị vi xử lý kỹ thuật số FPGA là lựa chọn phù hợp để đáp ứng đủ số lượng cổng I/O của MMC với tốc độ tính toán nhanh và linh hoạt. Tính hiệu quả của thuật toán đề xuất được chứng minh bằng xây dựng mô phỏng và thực nghiệm mô hình BBĐ ở quy mô phòng thí nghiệm.